FR3083739A1 - Optical component with scratch-resistant anti-reflective coating and method of making it - Google Patents

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Abstract

La présente invention propose un composant optique (10) qui comprend un substrat (1) doté d'un empilement de couches (2) comportant une pluralité de couches successives de matériaux différents et à indices de réfraction différents, qui définit un revêtement antireflet. Les couches de l'empilement de couches (2) sont faites d'au moins trois matériaux ou combinaisons de matériaux différents, de sorte que l’empilement de couches (2) comporte au moins une couche d'un premier type, d'un deuxième type et d'un troisième type, avec au moins trois indices de réfraction différents. Une couche du premier type présente un indice de réfraction plus élevé qu'une couche du deuxième type, et une couche du troisième type présente un indice de réfraction inférieur à celui d’une couche du deuxième type. Une couche supérieure et une deuxième couche supérieure sont prévues. La couche supérieure (7) est une couche du deuxième type (3) et la deuxième couche supérieure est une couche du premier type (4) et a donc un indice de réfraction qui est plus élevé que l'indice de réfraction de la couche supérieure. L'empilement de couches (2) comprend au moins une couche supplémentaire qui est disposée sous les deux couches supérieures de l'empilement de couches (2) et qui est une couche du troisième type (5) et présente ainsi un indice de réfraction inférieur aux indices de réfraction des deux couches supérieures. Référence : figure 1The present invention proposes an optical component (10) which comprises a substrate (1) provided with a stack of layers (2) comprising a plurality of successive layers of different materials and with different refractive indices, which defines an antireflection coating. The layers of the stack of layers (2) are made of at least three different materials or combinations of materials, so that the stack of layers (2) comprises at least one layer of a first type, of a second type and of a third type, with at least three different refractive indices. A layer of the first type has a higher refractive index than a layer of the second type, and a layer of the third type has a lower refractive index than a layer of the second type. A top layer and a second top layer are provided. The upper layer (7) is a layer of the second type (3) and the second upper layer is a layer of the first type (4) and therefore has a refractive index which is higher than the refractive index of the upper layer . The stack of layers (2) comprises at least one additional layer which is arranged under the two upper layers of the stack of layers (2) and which is a layer of the third type (5) and thus has a lower refractive index to the refractive indices of the two upper layers. Reference: figure 1

Description

DescriptionDescription

Titre de l'invention : Composant optique avec revêtement antireflet résistant à la rayure et son procédé de fabrication Domaine de l’invention [0001] L'invention concerne d’une manière générale un composant optique muni d'un revêtement antireflet, et plus particulièrement un composant optique muni d'un revêtement antireflet avec un substrat, ainsi qu’un procédé de revêtement du composant optique et son utilisation.Title of the invention: Optical component with scratch-resistant anti-reflective coating and its manufacturing process Field of the invention The invention relates generally to an optical component provided with an anti-reflective coating, and more particularly an optical component provided with an anti-reflective coating with a substrate, as well as a method for coating the optical component and its use.

[0002] Arrière-plan de l'invention [0003] Les revêtements antireflet sont aujourd'hui largement utilisés pour améliorer la transmission des substrats transparents tels que les fenêtres d'observation, et d'autre part pour atténuer les reflets perturbateurs sur le substrat. Cependant, selon l'utilisation prévue du support, le revêtement antireflet peut être soumis à des charges d'usure élevées. Par exemple, un revêtement extérieur du pare-brise d'un véhicule sera soumis à des particules de sable et de poussière qui se heurtent à une vitesse élevée pendant le déplacement, ce qui peut user le revêtement au fil du temps. De plus, une charge spéciale se produit pour ces pare-brise lorsqu'un essuie-glace passe sur le pare-brise sale. Les particules de sable et de poussière ne sont pas seulement transportées sur le pare-brise, mais elles sont en même temps pressées contre le pare-brise par la lèvre en caoutchouc de l'essuie-glace. Cela peut provoquer de longues rayures dans le revêtement.Background of the invention [0003] Anti-reflective coatings are today widely used to improve the transmission of transparent substrates such as observation windows, and on the other hand to reduce disturbing reflections on the substrate . However, depending on the intended use of the support, the anti-reflective coating may be subjected to high wear loads. For example, an exterior coating of a vehicle windshield will be subject to particles of sand and dust that collide at a high speed during travel, which can wear down the coating over time. In addition, a special charge occurs for these windshields when a wiper passes over the dirty windshield. The particles of sand and dust are not only transported on the windshield, but they are at the same time pressed against the windshield by the rubber lip of the wiper. This can cause long scratches in the coating.

[0004] Les rayures et autres détériorations provoquent un voile dû à la diffusion de la lumière, réduisent l'effet antireflet du revêtement en l'altérant et vont ainsi à l'encontre de l'objectif d'un revêtement anti-reflet.Scratches and other deterioration cause haze due to the diffusion of light, reduce the anti-reflective effect of the coating by altering it and thus go against the objective of an anti-reflection coating.

[0005] C'est pourquoi il est nécessaire de disposer d'un revêtement antireflet présentant une grande résistance à la rayure et à l'abrasion.This is why it is necessary to have an anti-reflective coating having a high resistance to scratching and abrasion.

[0006] L'abrasion ou la formation de rayures est généralement causée par un milieu abrasif, tel qu'un grain de sable, provoquant des fissures de l'ordre du nanomètre dans le matériau en se déplaçant latéralement sur la surface ou suite à un impact normal. La plupart du temps, les fissures ne deviennent pas visibles et ne sont pas visuellement perceptibles avant que d'autres fissures ne se produisent le long des bords des fissures, qui diffusent la lumière, ou avant même que le délaminage ne se produise. Le comportement d'une surface pour former des fissures dépend de différents paramètres tels que le module de Young, la rugosité de la surface, la fragilité, la contrainte près de la surface ou la tendance des deux matériaux impliqués (substrat et milieu abrasif) à former des liaisons covalentes. La dureté du substrat, mesurée à l'aide d'une méthode d'essai au pénétrateur (p. ex. dureté Knoop), n'est qu'un des nombreux paramètres qui exercent une influence, mais l'un des plus importants.The abrasion or the formation of scratches is generally caused by an abrasive medium, such as a grain of sand, causing cracks of the order of a nanometer in the material by moving laterally on the surface or following a normal impact. Most of the time, the cracks do not become visible and are not visually noticeable before other cracks occur along the edges of the cracks, which scatter light, or even before delamination occurs. The behavior of a surface to form cracks depends on different parameters such as Young's modulus, surface roughness, brittleness, stress near the surface or the tendency of the two materials involved (substrate and abrasive medium) to form covalent bonds. The hardness of the substrate, measured using an indenter test method (eg Knoop hardness), is only one of the many parameters that influence, but one of the most important.

[0007] Par le document US 2005/0074591 Al, on connaît un substrat transparent avec un revêtement antireflet résistant à l'abrasion. Le revêtement antireflet est composé de quatre couches ayant en alternance des indices de réfraction élevés et faibles. Les couches à faible indice de réfraction sont constituées d'oxyde de silicium (SiO2), les couches à indice de réfraction élevé sont constituées de nitrure de silicium (Si3N4) ou d'oxyde d'étain (SnO2). La couche supérieure de l’empilement de couches est formée par une couche à faible indice de réfraction. L'inconvénient est que la couche d'oxyde de silicium à faible indice de réfraction est très molle par rapport aux matériaux à haut indice de réfraction, en particulier par rapport au Si3N4. Par conséquent, c'est surtout la couche supérieure qui peut encore s'user rapidement. Lorsque la couche supérieure est usée, une couche à indice élevé forme la surface. Dans le pire des cas, cela conduit à une inversion de l'effet antireflet, de sorte que la couche agit alors plutôt comme miroir diélectrique (miroir semi-transparent) à l’emplacement de la rayure.From document US 2005/0074591 A1, a transparent substrate is known with an abrasion resistant anti-reflective coating. The anti-reflective coating is made up of four layers alternating between high and low refractive indices. The low refractive index layers are made of silicon oxide (SiO 2 ), the high refractive index layers are made of silicon nitride (Si 3 N 4 ) or tin oxide (SnO 2 ). The upper layer of the stack of layers is formed by a layer with a low refractive index. The disadvantage is that the silicon oxide layer with low refractive index is very soft compared to materials with high refractive index, in particular compared to Si 3 N 4 . Consequently, it is above all the upper layer which can still wear out quickly. When the top layer is worn, a high index layer forms the surface. In the worst case, this leads to an inversion of the anti-reflection effect, so that the layer then acts rather as a dielectric mirror (semi-transparent mirror) at the location of the scratch.

[0008] Il existe des applications optiques dans différentes plages infrarouges du spectre électromagnétique. Pour une utilisation dans une seule gamme spectrale, des matériaux tels que le saphir, le germanium ou le silicium sont couramment employés. Toutefois, si un composant optique est destiné à fonctionner dans plusieurs gammes du spectre électromagnétique en même temps, par exemple [0009] - dans la gamme de longueurs d'ondes visibles comprise entre environ 400 nm et environ 650 nm, de préférence entre environ 450 nm et environ 650 nm, [0010] - à une longueur d'onde laser dans le proche infrarouge comprise entre 1 000 nm etThere are optical applications in different infrared ranges of the electromagnetic spectrum. For use in a single spectral range, materials such as sapphire, germanium or silicon are commonly used. However, if an optical component is intended to operate in several ranges of the electromagnetic spectrum at the same time, for example [0009] - in the range of visible wavelengths of between approximately 400 nm and approximately 650 nm, preferably between approximately 450 nm and around 650 nm, [0010] at a laser wavelength in the near infrared of between 1000 nm and

600 nm, par exemple aux longueurs d'ondes laser de 1 053 nm, 1 064 nm, 1 535 nm ou 1 550 nm, [0011] - dans l'infrarouge moyen entre 3 500 nm et 5 000 nm, et [0012] - dans l'infrarouge lointain entre 7 500 nm et 12 000 nm, [0013] il n'y a que peu de matériaux disponibles comme matériau de substrat pour le composant optique.600 nm, for example at laser wavelengths of 1,053 nm, 1,064 nm, 1,535 nm or 1,550 nm, [0011] - in the mid infrared between 3,500 nm and 5,000 nm, and [0012] in the far infrared between 7,500 nm and 12,000 nm, there are only a few materials available as substrate material for the optical component.

[0014] Une transmission pour une longueur d'onde dans le spectre du proche infrarouge compris entre 1 000 nm et 1 600 nm peut être nécessaire pour une application LIDAR, également appelée application télémètre. Les télémètres qui contiennent du verre de phosphate dopé à l'ytterbium et à l'erbium en tant que milieu laser actif, par exemple LG940, LG950 ou LG960 (fabriqué par SCHOTT AG), émettent à 1 535 nm.A transmission for a wavelength in the spectrum of the near infrared between 1000 nm and 1600 nm may be necessary for a LIDAR application, also called rangefinder application. Rangefinders which contain phosphate glass doped with ytterbium and erbium as an active laser medium, for example LG940, LG950 or LG960 (manufactured by SCHOTT AG), emit at 1535 nm.

[0015] Le sulfure de zinc et le séléniure de zinc sont des exemples de matériaux adaptés à des applications de ce type. La plupart des matériaux utilisés pour des applications dans le domaine spectral infrarouge ne transmettent pas dans au moins une ou plusieurs des quatre gammes énumérées ci-dessus. Bien que le saphir puisse être utilisé dans l'infrarouge visible, proche et moyen, il n'est plus transmis sif au-delà de 6 000 nm. Le germanium ou le silicium, qui sont transmissifs dans l'infrarouge lointain, ne peuvent pas être utilisés comme fenêtre dans le domaine visible. Le choix des matériaux de substrat à utiliser, du visible à l'infrarouge lointain, est très limité, de même que la disponibilité des indices de réfraction souhaités des matériaux de substrat possibles.Zinc sulfide and zinc selenide are examples of materials suitable for applications of this type. Most of the materials used for infrared spectral applications do not transmit in at least one or more of the four ranges listed above. Although sapphire can be used in visible, near and medium infrared, it is no longer transmitted sif beyond 6000 nm. Germanium or silicon, which are transmissive in the far infrared, cannot be used as a window in the visible range. The choice of substrate materials to use, from visible to far infrared, is very limited, as is the availability of the desired refractive indices of possible substrate materials.

[0016] Cependant, ces matériaux sont souvent mous ou peu résistants à l'abrasion et cassants et n'ont qu'un indice de réfraction moyen à élevé (1,7 à 2,5). L'indice de réfraction plutôt élevé est associé à une réflectivité élevée de la surface constituée d'un tel matériau. C'est pourquoi un revêtement antireflet est nécessaire dans de tels cas. Là aussi, il n'existe qu’un petit nombre de matériaux disponibles à cet effet. Les matériaux de couche à haut indice qui entrent en considération pour le revêtement antireflet comprennent par exemple le sulfure de zinc (ZnS), l'oxyde de hafnium (HfO2), l'oxyde de scandium (Sc2O3), l'oxyde d'yttrium (Y2O3), l'oxyde de zirconium (ZrO2), l'oxyde de tantale (Ta2O5), l'oxyde de niobium (Nb2O5), l'oxyde de titane (TiO2) et l'oxyde de cérium (CeO2). Les matériaux à faible indice qui entrent en ligne de compte pour le revêtement antireflet sont par exemple le fluorure de baryum (BaL2), le fluorure de calcium (CaL2), le fluorure de cérium (CeL3), le fluorure de lanthane (LaL3), le fluorure de néodyme (NdL3), le fluorure d'ytterbium (YbL3), le fluorure de magnésium (MgL2), le fluorure d'aluminium (A1L3), le fluorure de dysprosium (DyL3) et le fluorure d'yttrium (YL3).However, these materials are often soft or not very resistant to abrasion and brittle and have only a medium to high refractive index (1.7 to 2.5). The rather high refractive index is associated with a high reflectivity of the surface made of such a material. This is why an anti-reflective coating is necessary in such cases. Again, there are only a small number of materials available for this purpose. High index coating materials which are considered for the anti-reflective coating include for example zinc sulfide (ZnS), hafnium oxide (HfO 2 ), scandium oxide (Sc 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), titanium oxide (TiO 2 ) and cerium oxide (CeO 2 ). The low index materials which are taken into account for the anti-reflective coating are for example barium fluoride (BaL 2 ), calcium fluoride (CaL 2 ), cerium fluoride (CeL 3 ), lanthanum fluoride ( LaL 3 ), neodymium fluoride (NdL 3 ), ytterbium fluoride (YbL 3 ), magnesium fluoride (MgL 2 ), aluminum fluoride (A1L 3 ), dysprosium fluoride (DyL 3 ) and yttrium fluoride (YL 3 ).

[0017] Un inconvénient particulier des matériaux à faible indice de réfraction est le fait qu'ils sont mous. Pour les revêtements antireflet, il est généralement nécessaire d'appliquer une couche à faible indice de réfraction comme dernière couche extérieure. Cela est nécessaire notamment si le revêtement antireflet est complexe, c'est-à-dire s'il a un fort effet antireflet (matériaux de substrat à indice de réfraction élevé) ou s'il doit être efficace dans une pluralité de gammes spectrales. Par conséquent, une couche de fluorure est souvent utilisée comme couche supérieure. Toutefois, ce sont notamment les matériaux à faible indice de réfraction qui présentent l'inconvénient d'être mous et donc de ne pas résister aux rayures. Dans les réalisations optiques, on tente généralement de compenser l'absence de résistance à la rayure au moins en partie par une très grande épaisseur de couche de la dernière couche ou par le fait que l’efficacité optique du revêtement optique dépend dans une faible mesure de l'épaisseur de couche de la couche supérieure.A particular drawback of materials with a low refractive index is the fact that they are soft. For anti-reflective coatings, it is generally necessary to apply a layer with a low refractive index as the last outer layer. This is necessary in particular if the anti-reflective coating is complex, that is to say if it has a strong anti-reflective effect (substrate materials with a high refractive index) or if it must be effective in a plurality of spectral ranges. Therefore, a fluoride layer is often used as the top layer. However, it is in particular materials with a low refractive index which have the drawback of being soft and therefore of not resisting scratches. In optical embodiments, an attempt is generally made to compensate for the absence of scratch resistance at least in part by a very large layer thickness of the last layer or by the fact that the optical efficiency of the optical coating depends to a small extent. the layer thickness of the top layer.

[0018] La résistance réduite à la rayure de la couche supérieure souple constitue un inconvénient lorsque le composant optique correspondant est utilisé à l'extérieur, par exemple comme fenêtre de capteur dans des véhicules militaires et des avions. Dans les zones désertiques, par exemple, l'inconvénient d'une résistance insuffisante à la rayure est exacerbé par la forte teneur en sable de l'air. Par conséquent, les couches de fluorure des composés énumérés ci-dessus ne conviennent pas à de telles conditions de fonctionnement. Certains des oxydes énumérés ci-dessus ne conviennent pas non plus à de telles utilisations, en raison de leur solubilité dans l'eau.The reduced scratch resistance of the flexible upper layer is a drawback when the corresponding optical component is used outside, for example as a sensor window in military vehicles and aircraft. In desert areas, for example, the disadvantage of insufficient scratch resistance is exacerbated by the high sand content of the air. Therefore, the fluoride layers of the above listed compounds are not suitable for such operating conditions. Some of the oxides listed above are also unsuitable for such uses, due to their solubility in water.

[0019] Afin de protéger les surfaces des éléments optiques contre les rayures, il est connu de doter la surface d’un revêtement dur. Un revêtement antireflet dur est connu par le document EP 2492251 Al.In order to protect the surfaces of the optical elements against scratches, it is known to provide the surface with a hard coating. A hard anti-reflective coating is known from document EP 2492251 A1.

[0020] En général, les matériaux infrarouges à indice de réfraction élevé, tel que le germanium, peuvent recevoir, en tant que revêtement antireflet, une couche de carbone (DLC) extrêmement dure, de type diamant, car l'indice de réfraction du substrat est nettement supérieur à celui de la couche. Pour obtenir un effet antireflet pour la surface d'un substrat avec une seule couche par rapport à l'air comme milieu adjacent, comme c'est le cas dans certaines applications utilisant le DLC, par exemple sur le germanium, ou utilisant une couche de fluorure (par exemple MgE2) sur certains verres, l'indice de réfraction de la couche devrait idéalement être proche de la racine carrée de l'indice de réfraction du substrat. Toutefois, dans le cas de matériaux dont l'indice de réfraction se situe dans la plage de celle du ZnS ou du ZnSe et en dessous, le DLC ne convient pas pour de nombreuses plages spectrales, y compris le domaine visible.In general, infrared materials with a high refractive index, such as germanium, can receive, as an anti-reflective coating, an extremely hard layer of carbon (DLC), of diamond type, because the refractive index of the substrate is significantly higher than that of the layer. To obtain an anti-reflective effect for the surface of a substrate with a single layer relative to air as an adjacent medium, as is the case in certain applications using DLC, for example on germanium, or using a layer of fluoride (eg MgE 2 ) on some glasses, the refractive index of the layer should ideally be close to the square root of the refractive index of the substrate. However, in the case of materials whose refractive index is in the range of that of ZnS or ZnSe and below, the DLC is not suitable for many spectral ranges, including the visible range.

[0021] Brève description de l'invention [0022] La présente invention a pour l'objectif de fournir un composant optique doté d’un revêtement antireflet qui convient à une utilisation dans de multiples gammes spectrales et qui présente une résistance à l'abrasion améliorée par rapport aux revêtements de l'état de la technique.Brief description of the invention The present invention aims to provide an optical component with an anti-reflective coating which is suitable for use in multiple spectral ranges and which has abrasion resistance improved compared to prior art coatings.

[0023] Ce but est atteint par l'objet des revendications indépendantes. Des modes de réalisation et des perfectionnements avantageux de l'invention sont définis dans les revendications dépendantes.This object is achieved by the subject of the independent claims. Advantageous embodiments and improvements of the invention are defined in the dependent claims.

[0024] Le composant optique conforme à l'invention comprend un substrat doté d'un empilement de couches qui comporte une pluralité de couches successives de matériaux différents et à indices de réfraction différents, qui définit un revêtement antireflet, dans lequel les couches de l'empilement sont constituées d'au moins trois matériaux ou combinaisons de matériaux différents, de sorte que la pile de couches comporte au moins une couche d'un premier type, d'un deuxième type et d'un troisième type, avec au moins trois indices de réfraction différents, où une couche du premier type a un indice de réfraction plus élevé qu'une couche du deuxième type, et une couche du troisième type a un indice de réfraction inférieur à celui d’une couche du deuxième type ; et dans lequel une couche supérieure et une deuxième couche supérieure sont prévues, sachant que la couche supérieure est une couche du deuxième type et la deuxième couche supérieure est une couche du premier type et présente donc un indice de réfraction qui est supérieur à l'indice de réfraction de la couche supérieure ; et dans lequel Γempilement de couches comprend au moins une couche supplémentaire qui est disposée sous les deux couches supérieures dans la pile de couches et qui est une couche du troisième type et présente donc un indice de réfraction qui est inférieur aux indices de réfraction des deux couches supérieures.The optical component according to the invention comprises a substrate provided with a stack of layers which comprises a plurality of successive layers of different materials and with different refractive indices, which defines an anti-reflective coating, in which the layers of the 'stack consist of at least three different materials or combinations of materials, so that the stack of layers comprises at least one layer of a first type, a second type and a third type, with at least three different refractive indices, where a layer of the first type has a higher refractive index than a layer of the second type, and a layer of the third type has a lower refractive index than that of a layer of the second type; and in which an upper layer and a second upper layer are provided, knowing that the upper layer is a layer of the second type and the second upper layer is a layer of the first type and therefore has a refractive index which is higher than the index refraction of the upper layer; and in which the stack of layers comprises at least one additional layer which is arranged under the two upper layers in the stack of layers and which is a layer of the third type and therefore has a refractive index which is lower than the refractive indices of the two layers higher.

[0025] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la couche supérieure ou couche du deuxième type est une couche d'oxyde. Cela est avantageux car certains oxydes tels que ceux énumérés ci-dessous combinent une grande résistance à l'abrasion avec un indice de réfraction moyen à élevé.According to a preferred embodiment of the invention, the upper layer or layer of the second type is an oxide layer. This is advantageous since some oxides such as those listed below combine high abrasion resistance with a medium to high refractive index.

[0026] D’autre part, la couche ayant l'indice de réfraction le plus élevé peut être réalisée dans le même matériau que le substrat, par exemple en ZnS. Cela peut être un avantage lorsqu'il s'agit d'utiliser un autre matériau de couche pour la première couche, qui a de bonnes propriétés d'adhérence sur le substrat et peut par conséquent être potentiellement très bien combiné avec le matériau de couche respectif.On the other hand, the layer with the highest refractive index can be made of the same material as the substrate, for example in ZnS. This can be an advantage when using another layer material for the first layer, which has good adhesion properties on the substrate and can therefore potentially be combined very well with the respective layer material. .

[0027] Afin d'être utilisables pour une pluralité de gammes de longueurs d'ondes du spectre électromagnétique, le substrat et l’empilement de couches sont au moins partiellement transparents dans le domaine spectral l’infrarouge et visible. En particulier, la gamme de longueurs d'ondes allant de 450 nm à 650 nm est considérée comme la gamme spectrale visible. Selon l'un des modes de réalisation de l'invention, le système de couche d'interférence peut maintenant être conçu de telle sorte que le substrat et la pile de couches soient au moins partiellement transparents dans au moins une, de préférence dans plusieurs et en particulier dans toutes les gammes de longueurs d'ondes suivantes :In order to be usable for a plurality of wavelength ranges of the electromagnetic spectrum, the substrate and the stack of layers are at least partially transparent in the infrared and visible spectral range. In particular, the wavelength range from 450 nm to 650 nm is considered to be the visible spectral range. According to one of embodiments of the invention, the interference layer system can now be designed so that the substrate and the stack of layers are at least partially transparent in at least one, preferably in several and especially in all of the following wavelength ranges:

[0028] - dans la plage allant de 450 nm à 650 nm ;- in the range from 450 nm to 650 nm;

[0029] - à une ou plusieurs longueurs d'ondes dans la gamme allant de 1 000 nm à 1 600 nm ;- at one or more wavelengths in the range from 1000 nm to 1600 nm;

[0030] - dans la plage allant de 3 5500 nm à 5 000 nm ;- in the range from 3500 nm to 5000 nm;

[0031] - dans la plage allant de 7 500 nm à 12 000 nm.- In the range from 7,500 nm to 12,000 nm.

[0032] Typiquement, plus de trois couches de l’empilement de couches sont utiles pour obtenir de bonnes propriétés antireflet dans une pluralité de gammes de longueurs d'ondes. Dans ce cas, il est préférable de former la pile de couches comme un système de couches alternées avec des couches alternées du premier et du troisième type et de prévoir une couche du deuxième type comme dernière couche supérieure. Une couche du deuxième type est déposée pour terminer, de sorte que la deuxième couche supérieure est une couche du premier type avec un indice de réfraction élevé, comme envisagé conformément à l'invention. La deuxième couche supérieure peut être une couche du troisième type si son épaisseur est de préférence inférieure à 300 nm, notamment inférieure à 100 nm et de façon particulièrement avantageuse inférieure à nm. En variante, des couches du troisième type peuvent également être remplacées par une couche du deuxième type, de sorte que la couche de remplacement du deuxième type est entourée des deux côtés par une couche respective du premier type. Cela peut être avantageux car le matériau du deuxième type est plus dur que le matériau du troisième type selon l'invention, et puisque la résistance à la rayure dépend non seulement des propriétés d'une surface mais aussi de la stabilité des matériaux sous-jacents et des couches supportant la couche de surface. Le phénomène inverse est plus communément connu sous le nom d'effet « guimauve enrobée de chocolat », où une surface intrinsèquement plutôt dure (chocolat) peut se briser et s’enfoncer dans une matière sous-jacente plus molle (mousse de sucre). Pour contrer cet effet, où les deux couches supérieures du deuxième et du premier type se brisent dans la troisième couche supérieure du troisième matériau, il est donc avantageux que non seulement la couche supérieure soit faite d'un matériau du deuxième type, mais aussi la troisième couche supérieure et éventuellement aussi la cinquième couche supérieure. Pour des raisons de simplicité, les couches faites de matériaux du deuxième type sont même constituées du même matériau, et un tel système de couches peut être déposé en utilisant seulement trois matériaux.Typically, more than three layers of the stack of layers are useful for obtaining good anti-reflection properties in a plurality of wavelength ranges. In this case, it is preferable to form the stack of layers as a system of alternating layers with alternating layers of the first and third types and to provide a layer of the second type as the last upper layer. A layer of the second type is deposited to finish, so that the second upper layer is a layer of the first type with a high refractive index, as envisaged according to the invention. The second upper layer may be a layer of the third type if its thickness is preferably less than 300 nm, in particular less than 100 nm and particularly advantageously less than nm. Alternatively, layers of the third type can also be replaced by a layer of the second type, so that the replacement layer of the second type is surrounded on both sides by a respective layer of the first type. This can be advantageous because the material of the second type is harder than the material of the third type according to the invention, and since the scratch resistance depends not only on the properties of a surface but also on the stability of the underlying materials. and layers supporting the surface layer. The reverse phenomenon is more commonly known as the "chocolate coated marshmallow" effect, where an inherently rather hard surface (chocolate) can break and sink into a softer underlying material (sugar foam). To counter this effect, where the two upper layers of the second and first type break in the third upper layer of the third material, it is therefore advantageous that not only the upper layer is made of a material of the second type, but also the third upper layer and possibly also the fifth upper layer. For reasons of simplicity, the layers made of materials of the second type are even made of the same material, and such a layer system can be deposited using only three materials.

[0033] En général, dans ce cas il sera avantageux que la pile de couches comporte une pluralité de couches du premier type et une pluralité de couches du troisième type (au moins deux couches dans chaque cas) et une seule couche du deuxième type, qui termine la pile de couches et forme la couche la plus élevée de la pile de couches.In general, in this case it will be advantageous for the stack of layers to have a plurality of layers of the first type and a plurality of layers of the third type (at least two layers in each case) and a single layer of the second type, which ends the stack of layers and forms the uppermost layer of the stack of layers.

[0034] Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le substrat du composant optique est constitué de sulfure de zinc. Ce substrat présente également la particularité d'être transparent aux longueurs d'ondes indiquées ci-dessus.According to another preferred embodiment of the invention, the substrate of the optical component consists of zinc sulfide. This substrate also has the particularity of being transparent to the wavelengths indicated above.

[0035] Si la couche du deuxième type et donc la couche supérieure est une couche d'oxyde, elle comporte de préférence un matériau choisi dans le groupe comprenant l'oxyde de hafnium (HfO2), l'oxyde de scandium (Sc2O3), l'oxyde d'yttrium (Y2O3), l'oxyde de zirconium (ZrO2), l'oxyde de tantale (Ta2O5), l'oxyde de niobium (Nb2O5), l'oxyde de titane (TiO2), l’oxyde d’aluminium (A12O3) et l'oxyde de cérium (CeO2) et des oxydes mixtes de ces oxydes. La raison de ce choix est que les matériaux ou mélanges cités présentent un indice de réfraction moyen à élevé. L'indice de réfraction de ces matériaux est compris dans la plage allant de 1,7 à 2,2.If the layer of the second type and therefore the upper layer is an oxide layer, it preferably comprises a material chosen from the group comprising hafnium oxide (HfO 2 ), scandium oxide (Sc 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ) , titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (A1 2 O 3 ) and cerium oxide (CeO 2 ) and mixed oxides of these oxides. The reason for this choice is that the materials or mixtures cited have a medium to high refractive index. The refractive index of these materials is in the range of 1.7 to 2.2.

[0036] D’autre part, selon un mode de réalisation préféré du composant optique, la couche supplémentaire est une couche de fluorure. Grâce aux indices de réfraction des fluorures utilisés, le comportement antireflet du revêtement du composant optique est amélioré davantage. De plus, de nombreux fluorures sont transparents dans une grande partie des plages de longueurs d'ondes indiquées.On the other hand, according to a preferred embodiment of the optical component, the additional layer is a layer of fluoride. Thanks to the refractive indices of the fluorides used, the anti-reflective behavior of the coating of the optical component is further improved. In addition, many fluorides are transparent over much of the wavelength ranges shown.

[0037] Dans ce cas, la couche supplémentaire comporte un fluorure choisi dans le groupe comprenant le fluorure de baryum (BaF2), le fluorure de calcium (CaF2), le fluorure de cérium (CeF3), le fluorure de lanthane (LaF3), le fluorure de néodyme (NdF3), le fluorure d'ytterbium (YbF3), le fluorure de magnésium (MgF2), le fluorure d'aluminium (A1F3), le fluorure de dysprosium (DyF3) et le fluorure d'yttrium (YF3). Ces matériaux ont des indices de réfraction compris entre 1,3 et 1,9.In this case, the additional layer comprises a fluoride chosen from the group comprising barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), cerium fluoride (CeF 3 ), lanthanum fluoride ( LaF 3 ), neodymium fluoride (NdF 3 ), ytterbium fluoride (YbF 3 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), aluminum fluoride (A1F 3 ), dysprosium fluoride (DyF 3 ) and yttrium fluoride (YF 3 ). These materials have refractive indices between 1.3 and 1.9.

[0038] La deuxième couche supérieure se compose d'un matériau ayant un indice de réfraction supérieur à celui du matériau de la couche supérieure et pouvant être choisi dans le groupe des chalcogénures, en particulier dans le groupe des oxydes, des sulfures ou des séléniures (qui, avec les tellurures, sont appelés chalcogénures) et qui est transparent dans les plages respectives des longueurs d'ondes, comme le sulfure ZnS. La deuxième couche supérieure peut être une couche du troisième type si son épaisseur est de préférence inférieure à 300 nm, notamment inférieure à 100 nm et de préférence inférieure à 20 nm.The second upper layer consists of a material having a higher refractive index than that of the material of the upper layer and can be chosen from the group of chalcogenides, in particular from the group of oxides, sulfides or selenides (which, with tellurides, are called chalcogenides) and which is transparent in the respective ranges of the wavelengths, like the sulfide ZnS. The second upper layer may be a layer of the third type if its thickness is preferably less than 300 nm, in particular less than 100 nm and preferably less than 20 nm.

[0039] D’autre part, il est possible de prévoir un mode de réalisation du revêtement selon lequel on choisit un matériau pour la première couche, qui présente des propriétés adhésives particulièrement bonnes ou au moins de meilleures propriétés adhésives sur le substrat que le matériau du troisième type. Le but principal de cette couche est de favoriser l'adhérence entre le substrat et le revêtement. Ainsi, la couche remplit une fonction chimique-mécanique et non optique. A cet effet, cette première couche peut avoir une épaisseur de quelques nanomètres seulement. Par exemple, l'épaisseur de la couche peut être comprise entre 1 nm et 15 nm. Ainsi, dans certaines applications avec des exigences de transmission respectives, il est même possible d'utiliser des matériaux de couche qui transmettent moins bien dans les gammes de longueurs d'ondes pertinentes que les matériaux des premier, deuxième et troisième types mentionnés cidessus. Par exemple, l'oxyde d'aluminium (A12O3) est connu pour être un tel promoteur d'adhérence.On the other hand, it is possible to provide an embodiment of the coating according to which a material is chosen for the first layer, which has particularly good adhesive properties or at least better adhesive properties on the substrate than the material. of the third type. The main purpose of this layer is to promote adhesion between the substrate and the coating. Thus, the layer fulfills a chemical-mechanical and not an optical function. To this end, this first layer may have a thickness of only a few nanometers. For example, the thickness of the layer can be between 1 nm and 15 nm. Thus, in certain applications with respective transmission requirements, it is even possible to use layer materials which transmit less well in the relevant wavelength ranges than the materials of the first, second and third types mentioned above. For example, aluminum oxide (A1 2 O 3 ) is known to be such an adhesion promoter.

[0040] Dans un mode de réalisation spécifique de cette version avec une meilleure adhérence de la couche, la couche favorisant l'adhérence est constituée d'un matériau du deuxième type, par exemple le HfO2. Etant donné que dans ce cas le matériau peut être utilisé comme matériau de couche optique, grâce à ses propriétés de transparence, l'épaisseur de la couche favorisant l'adhérence peut à son tour être suffisamment grande pour remplir une fonction dans le cadre de la conception optique.In a specific embodiment of this version with better adhesion of the layer, the adhesion promoting layer consists of a material of the second type, for example HfO 2 . Since in this case the material can be used as an optical layer material, thanks to its transparency properties, the thickness of the adhesion-promoting layer can in turn be large enough to fulfill a function in the context of optical design.

[0041] Il existe différentes techniques qui peuvent être utilisées pour revêtir le composant optique conformément à l'invention. La couche supérieure peut en particulier être appliquée par un procédé choisi dans le groupe comprenant le placage ionique, l'implantation ionique, l'assistance ionique/le plasma avancé, la pulvérisation magnétron, la pulvérisation par faisceau ionique, le dépôt par arc cathodique et le dépôt par couche atomique. L'assistance ionique ou au plasma est particulièrement avantageuse pour augmenter la densité, la dureté et la contrainte de compression de la couche supérieure afin de la rendre plus résistante à l'abrasion.There are different techniques that can be used to coat the optical component according to the invention. The upper layer can in particular be applied by a method chosen from the group comprising ion plating, ion implantation, ion assistance / advanced plasma, magnetron sputtering, ion beam sputtering, cathodic arc deposition and deposition by atomic layer. Ionic or plasma assistance is particularly advantageous for increasing the density, hardness and compressive stress of the upper layer in order to make it more resistant to abrasion.

[0042] De plus, la couche supérieure du revêtement du composant optique selon l'invention peut être déposée par un procédé différent des autres couches de l’empilement de couches. Si plus d'une couche est constituée du matériau de la dernière couche, il est même possible de déposer la dernière couche avec un procédé et l'autre ou d'autres couches constituées du même matériau selon un procédé différent. Cela est particulièrement avantageux si un procédé utilisé pour augmenter la densité, la dureté ou la contrainte de compression de la couche supérieure est incompatible avec un autre matériau de couche.In addition, the upper layer of the coating of the optical component according to the invention can be deposited by a process different from the other layers of the stack of layers. If more than one layer is made of the material of the last layer, it is even possible to deposit the last layer with one process and the other or other layers made of the same material according to a different process. This is particularly advantageous if a method used to increase the density, hardness or compressive stress of the top layer is incompatible with another layer material.

[0043] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la pile de couches, à l'exception de la couche supérieure qui se compose elle-même de deux ou plusieurs matériaux, est déposée par évaporation par faisceau d'électrons classique, et pour la dernière couche, un procédé ionique ou au plasma, tel que le placage ionique, l'assistance ionique ou le plasma avancé, est activé en plus.According to a particular embodiment of the invention, the stack of layers, with the exception of the upper layer which itself consists of two or more materials, is deposited by conventional electron beam evaporation, and for the last layer, an ionic or plasma process, such as ion plating, ion assist or advanced plasma, is additionally activated.

[0044] Il peut être avantageux de commencer d'abord le dépôt de la couche supérieure sans le procédé supplémentaire ionique ou au plasma, afin de protéger, avec les premiers nanomètres de matériau, le matériau de la deuxième couche supérieure sous-jacente du procédé ionique ou au plasma. Par conséquent, la couche supérieure sera subdivisée en deux sous-couches du même matériau qui ont un indice de réfraction similaire mais pas identique. Typiquement, la partie déposée en utilisant en plus le procédé ionique ou plasma aura un indice de réfraction légèrement plus élevé que la partie qui a été déposée sans le procédé additionnel.It may be advantageous to begin first depositing the upper layer without the additional ionic or plasma process, in order to protect, with the first nanometers of material, the material of the second upper layer underlying the process ionic or plasma. Therefore, the top layer will be subdivided into two sublayers of the same material which have a similar but not identical refractive index. Typically, the part deposited using in addition the ionic or plasma method will have a slightly higher refractive index than the part which was deposited without the additional method.

[0045] D’après un autre mode de réalisation, cette couche protectrice, qui protège l'ancienne deuxième couche supérieure contre le processus ionique ou au plasma, peut être réalisée dans un autre matériau. Cette couche remplit une fonction mécanique ou radiotechnique mais pas optique. A cet effet, l'épaisseur de cette première couche peut être de quelques nanomètres seulement. Ainsi, dans certaines applications avec des exigences de transmission respectives, il est même possible d'utiliser des matériaux de couche qui transmettent moins bien dans les gammes de longueurs d'ondes pertinentes que les matériaux des premier, deuxième et troisième types mentionnés ci-dessus. Par exemple l'oxyde d'aluminium (A12O3) peut être utilisé pour une telle couche protectrice, mais également les matériaux du troisième type.According to another embodiment, this protective layer, which protects the old second upper layer against the ionic or plasma process, can be made of another material. This layer fulfills a mechanical or radio technical function but not an optical one. For this purpose, the thickness of this first layer can be only a few nanometers. Thus, in certain applications with respective transmission requirements, it is even possible to use layer materials which transmit less well in the relevant wavelength ranges than the materials of the first, second and third types mentioned above. . For example aluminum oxide (A1 2 O 3 ) can be used for such a protective layer, but also materials of the third type.

[0046] L’empilement de couches peut comporter une succession de couches alternées qui comprend au moins une autre couche faite du même matériau que l'une des trois couches supérieures.The stack of layers may comprise a succession of alternating layers which comprises at least one other layer made of the same material as one of the three upper layers.

[0047] La couche inférieure 9 peut être une couche du troisième type de couche 5 ayant l'indice de réfraction le plus faible.The lower layer 9 can be a layer of the third type of layer 5 having the lowest refractive index.

[0048] Conformément à un mode de réalisation, la pile de couches comporte un nombre compris entre sept et trente couches au total, avec quatre couches respectives du type de la couche supplémentaire alternant avec celles du type de la deuxième couche supérieure, ou quatre couches respectives du troisième type alternant avec quatre couches du premier type. De plus, la couche supérieure est ajoutée en tant que couche finale qui, en même temps, scelle la pile de couches vis-à-vis de l'environnement. On a constaté qu'avec ce mode de réalisation, les propriétés antireflet sont particulièrement bonnes.According to one embodiment, the stack of layers has a number between seven and thirty layers in total, with four respective layers of the type of the additional layer alternating with those of the type of the second upper layer, or four layers respective of the third type alternating with four layers of the first type. In addition, the top layer is added as a final layer which, at the same time, seals the stack of layers from the environment. It has been found that with this embodiment, the anti-reflective properties are particularly good.

[0049] Selon l'invention, le composant optique est utilisé dans un seul domaine spectral ou dans des domaines multispectraux visible et infrarouge du spectre électromagnétique.According to the invention, the optical component is used in a single spectral domain or in visible and infrared multispectral domains of the electromagnetic spectrum.

[0050] Dans un autre mode de réalisation, des couches dites « aiguilles » sont interposées dans au moins une couche qui est en général relativement épaisse. Les couches aiguilles sont des couches ayant une épaisseur de quelques nanomètres, de préférence de 2 nm à environ 50 nm. La limite inférieure de l'épaisseur des couches aiguilles est généralement imposée par la technologie de revêtement. Dans le cas du dépôt en phase vapeur par faisceau d'électrons, les couches d'une épaisseur inférieure à 5 à 10 nm ne sont généralement pas contiguës ou sont trop hétérogènes, selon le matériau de la couche, pour être utilisées dans l'application. Toutefois, certaines procédures de dépôt chimique en phase vapeur, telles que le dépôt par couche atomique (ALD), permettent d'obtenir des couches utiles de 2 ou 3 nm, par exemple.In another embodiment, so-called "needle" layers are interposed in at least one layer which is generally relatively thick. The needle layers are layers having a thickness of a few nanometers, preferably from 2 nm to around 50 nm. The lower limit of the thickness of the needle layers is generally imposed by the coating technology. In the case of electron-vapor deposition, layers with a thickness of less than 5 to 10 nm are generally not contiguous or are too heterogeneous, depending on the material of the layer, to be used in the application . However, certain chemical vapor deposition procedures, such as atomic layer deposition (ALD), make it possible to obtain useful layers of 2 or 3 nm, for example.

[0051] Les couches aiguilles présentent plusieurs avantages. Par exemple, elles interrompent la croissance des cristaux et limitent les périphéries des grains. Les couches sont statistiquement plus amorphes et présentent moins de défauts et moins de diffusion de la lumière. Un autre avantage réside dans le fait que la contrainte des couches peut être réduite et compensée. Le substrat présente moins de déformation induite par le revêtement (distorsion du front d'onde réfléchi), et le risque de délaminage des couches, soit à l'interface avec le substrat, soit entre les couches de revêtement, est réduit. Souvent, cela est même visuellement avantageux, et la performance spectrale d'un revêtement peut être augmentée sans augmenter de manière significative l'épaisseur totale de l’empilement de couches du revêtement. Cela présente des avantages en termes de temps et donc de coûts de l’application du revêtement. Les couches aiguilles sont connues de l’homme du métier compétent en matière de conception de revêtements optiques. Elles sont particulièrement utiles dans les revêtements de la présente divulgation, car des couches relativement épaisses doivent être utilisées en raison du fait que le revêtement est conçu pour être optiquement transparent sur une très large gamme de longueurs d'ondes, allant jusqu'à l'infrarouge lointain.The needle layers have several advantages. For example, they stop the growth of crystals and limit the periphery of the grains. The layers are statistically more amorphous and have fewer defects and less light scattering. Another advantage is that the layer stress can be reduced and compensated for. The substrate has less deformation induced by the coating (distortion of the reflected wavefront), and the risk of delamination of the layers, either at the interface with the substrate, or between the coating layers, is reduced. Often this is even visually advantageous, and the spectral performance of a coating can be increased without significantly increasing the total thickness of the stack of layers of the coating. This has advantages in terms of time and therefore cost of applying the coating. Needle layers are known to those skilled in the art of designing optical coatings. They are particularly useful in the coatings of the present disclosure, as relatively thick layers must be used due to the fact that the coating is designed to be optically transparent over a very wide range of wavelengths, up to far infrared.

[0052] Voici un exemple d'un revêtement conforme à l'invention qui comprend des couches aiguilles : les matériaux de revêtement utilisés pour un revêtement sur un substrat de sulfure de zinc comprennent du sulfure de zinc (ZnS) ayant un indice de réfraction de 2,24, du fluorure d'yttrium (YF3) ayant un indice de réfraction de 1,47 et de l'oxyde de hafnium (HfO2) ayant un indice de réfraction de 2,01, pour une longueur d'onde de 1 000 nm dans chaque cas. Le revêtement est obtenu par évaporation par faisceau d'électrons. La couche supérieure en oxyde de hafnium est divisée en deux parties en ce qui concerne le processus de revêtement : les 10 premiers nanomètres sont déposés par évaporation normale par faisceau d'électrons - le reste de la couche est déposé à l'aide d'une source de plasma avancé (APS). Les épaisseurs de couche sont les suivantes : substrat (ZnS), (lère) 10 nm HfO2, (2ème) 25 nm YL3, (3ème) 25 nm ZnS, (4ème) 225.8 nm YL3, (5ème) 10 nm ZnS, (6ème) 250 nm YL3, (7ème) 10 nm ZnS, (8ème) 250 nm YL3, (9ème) 10 nm ZnS, ( 10è“) 250 nm YL3, (1 lèe) 10 nm ZnS, (12—) 150 nm YL3, (13ème) 10 nm ZnS, (14ème) 50 nm YL3, (15ème) 60 nm ZnS, (16ème) 65 nm HfO2, l’air. Cet exemple représente un revêtement antireflet pour la gamme spectrale visible et pour l'infrarouge lointain de 8 à 11 pm. Une telle structure peut être interprétée de deux façons : (1) des couches épaisses d'un matériau alternent avec des couches minces d'un autre matériau ; ou (2) une partie très épaisse à faible indice de réfraction est interrompue par de très fines couches aiguilles à indice de réfraction élevé : une partie épaisse à faible indice de réfraction, comprenant 225,8 nm + 250 nm + 250 nm + 250 nm + 150 nm + 50 nm = 1 175,8 nm de YL3, est interrompue par 5 couches aiguilles constituées chacune de 10 nm ZnS. Pour la lumière, en particulier le rayonnement de grande longueur d’onde dans l'infrarouge lointain (LIR), la longueur du trajet optique et donc le changement de phase dans la couche aiguille est négligeable. L'interaction avec la matière est principalement déterminée par la réflectivité aux deux interfaces.Here is an example of a coating according to the invention which comprises needle layers: the coating materials used for a coating on a zinc sulfide substrate include zinc sulfide (ZnS) having a refractive index of 2.24, yttrium fluoride (YF 3 ) having a refractive index of 1.47 and hafnium oxide (HfO 2 ) having a refractive index of 2.01, for a wavelength of 1000 nm in each case. The coating is obtained by electron beam evaporation. The upper layer of hafnium oxide is divided into two parts with regard to the coating process: the first 10 nanometers are deposited by normal electron beam evaporation - the rest of the layer is deposited using a advanced plasma source (APS). The layer thicknesses are as follows: substrate (ZnS), (l CE) 10 nm HfO2, (2 nd) 25 nm YL3, (3 rd) 25 nm ZnS, (4th) 225.8 nm YL3, (5 th) 10 nm ZnS, (6 th ) 250 nm YL3, (7 th ) 10 nm ZnS, (8 th ) 250 nm YL3, (9 th ) 10 nm ZnS, (10 è “) 250 nm YL3, (1 l èe ) 10 nm ZnS, (12—) 150 nm YL3, (13 th ) 10 nm ZnS, (14 th ) 50 nm YL3, (15 th ) 60 nm ZnS, (16 th ) 65 nm HfO 2 , air. This example represents an anti-reflective coating for the visible spectral range and for the far infrared from 8 to 11 μm. Such a structure can be interpreted in two ways: (1) thick layers of a material alternate with thin layers of another material; or (2) a very thick part with a low refractive index is interrupted by very thin needle layers with a high refractive index: a thick part with a low refractive index, comprising 225.8 nm + 250 nm + 250 nm + 250 nm + 150 nm + 50 nm = 1,175.8 nm of YL 3 , is interrupted by 5 needle layers each consisting of 10 nm ZnS. For light, in particular long wavelength radiation in the far infrared (LIR), the length of the optical path and therefore the phase change in the needle layer is negligible. Interaction with matter is mainly determined by the reflectivity at the two interfaces.

Ainsi, de manière plus générale et sans se limiter à l'exemple ci-dessus, le mode de réalisation avec les couches aiguilles représente un système de couches alternées faisant partie du revêtement, dans lequel alternent des couches de deux types, les couches d'un type étant plus épaisses que celles de l'autre type. Ce système de couches alternées comprend de préférence au moins quatre couches successives au total. De préférence, les couches d'un type sont toujours plus épaisses d'au moins un facteur dix que les couches de l'autre type. En outre, les couches minces peuvent en particulier être du premier type (c'est-à-dire à indice de réfraction élevé), et les couches épaisses peuvent être du troisième type (c'est-à-dire à faible indice de réfraction). De plus, en fonction de l'épaisseur des couches aiguilles comme indiqué ci-dessus, les couches plus minces ont de préférence une épaisseur de couche comprise entre 2 nm et 50 nm.Thus, more generally and without being limited to the example above, the embodiment with the needle layers represents a system of alternating layers forming part of the coating, in which layers of two types alternate, the layers of one type being thicker than those of the other type. This system of alternating layers preferably comprises at least four successive layers in total. Preferably, the layers of one type are always at least a factor of ten thicker than the layers of the other type. In addition, the thin layers may in particular be of the first type (that is to say with a high refractive index), and the thick layers may be of the third type (that is to say with a low refractive index) ). In addition, depending on the thickness of the needle layers as indicated above, the thinner layers preferably have a layer thickness of between 2 nm and 50 nm.

[0053] Un revêtement conforme à l'invention peut inclure n'importe quel nombre désiré de portions ayant une épaisseur de 100 nm ou plus, qui sont interrompues par des couches aiguilles : aucune portion, ou bien un nombre compris entre une portion et toutes les portions. Toute portion d'un matériau ayant une épaisseur de 100 nm ou plus peut être interrompue par l'absence totale de couche aiguille ou par une ou plusieurs couches. Différentes portions ayant une épaisseur de 100 nm peuvent être interrompues par des nombres différents de couches aiguilles. Il est possible d'interrompre des portions constituées d'un matériau et ayant une épaisseur de 100 nm ou plus, par des couches aiguilles d'un ou plusieurs autres matériaux, et également d’interrompre des portions constituées de différents matériaux et ayant une épaisseur de 100 nm, par des couches aiguilles d'un ou plusieurs autres matériaux. Une partie ou la totalité des couches aiguilles peuvent être constituées d'un troisième matériau différent des deux matériaux qui composent principalement le système de couches, en tant que couches à indice de réfraction élevé et faible. Si une conception de revêtement qui contient déjà des couches aiguilles est communiquée en vue de son optimisation dans un logiciel d'optimisation, ou si le logiciel d'optimisation reçoit une conception de revêtement qui comporte déjà des couches aiguilles, en vue de l’optimisation, il peut arriver qu'une conception optimisée comporte des couches aiguilles qui non seulement la rendent avantageuse en termes de mécanique, mais que la conception ait en outre une qualité en termes de comportement spectral ou optique qui soit supérieure à une conception comparable optimisée sans couches aiguilles.A coating according to the invention can include any desired number of portions having a thickness of 100 nm or more, which are interrupted by needle layers: no portion, or else a number between one portion and all the portions. Any portion of a material having a thickness of 100 nm or more can be interrupted by the complete absence of a needle layer or by one or more layers. Different portions having a thickness of 100 nm can be interrupted by different numbers of needle layers. It is possible to interrupt portions made of a material and having a thickness of 100 nm or more, by needle layers of one or more other materials, and also to interrupt portions made of different materials and having a thickness 100 nm, by needle layers of one or more other materials. Some or all of the needle layers can be made of a third material different from the two materials that mainly make up the layer system, as layers with a high and low refractive index. If a liner design that already contains needle layers is communicated for optimization in optimization software, or if the optimization software receives a liner design that already has needle layers, for optimization , it may happen that an optimized design includes needle layers which not only make it advantageous in terms of mechanics, but that the design also has a quality in terms of spectral or optical behavior which is superior to a comparable optimized design without layers needles.

[0054] Conformément à un mode de réalisation particulier, il est avantageux de protéger les couches déjà déposées avec des couches aiguilles faites d'un troisième matériau, avant le processus de dépôt de la couche suivante qui présente une épaisseur optique pertinente. Cela est par exemple le cas si les procédés d’assistance au plasma pour une couche devant être déposée endommageaient une couche déjà déposée et brisaient, par exemple, des liaisons covalentes ou dissoudraient les atomes d'une espèce dont est faite la couche sous-jacente et modifieraient le matériau à la surface, de sorte qu’il adopterait une composition défavorable en termes de stœchiométrie, ce qui aurait pour conséquence qu’il présenterait par exemple une absorptance plus élevée. Dans ce cas, il est avantageux de déposer une couche aiguille uniquement sur une couche du matériau qui est sensible au processus de dépôt de l'autre matériau. Par ailleurs, dans un autre cas, il est possible que, bien que deux matériaux puissent être utilisés ensemble avec des avantages optiques pour une conception, les deux matériaux ne soient pas compatibles entre eux pour d'autres raisons. Des exemples d'incompatibilités comprennent, par exemple, une adhérence insuffisante des couches ou une altération chimique d'un matériau de couche causée par la réaction d'une de ses espèces atomiques avec une espèce de l'autre matériau à l'interface, formant ainsi un matériau différent, optiquement défavorable. Une telle réaction peut se produire soit immédiatement au cours du processus de revêtement, soit au cours d'un processus de recuit ultérieur (recuit thermique), soit plus tard, par un processus de vieillissement ou de dégradation accéléré ou supplémentaire. Dans l'exemple ci-dessus, une couche aiguille a été déposée directement sur le substrat, en tant que première couche, pour être efficace comme promoteur d'adhérence entre le substrat et le reste du revêtement. Il est particulièrement judicieux de protéger par une couche aiguille l'avant-dernière couche épaisse vis-à-vis d’un procédé au plasma pouvant être utilisé pour la dernière couche, afin de conférer à cette couche, et donc à l'ensemble du revêtement, une résistance particulièrement élevée à l'abrasion.According to a particular embodiment, it is advantageous to protect the layers already deposited with needle layers made of a third material, before the process of depositing the next layer which has a relevant optical thickness. This is for example the case if the plasma assistance processes for a layer to be deposited damaged an already deposited layer and broke, for example, covalent bonds or dissolved the atoms of a species from which the underlying layer is made and would modify the material on the surface, so that it would adopt an unfavorable composition in terms of stoichiometry, which would have the consequence that it would exhibit, for example, a higher absorbency. In this case, it is advantageous to deposit a needle layer only on a layer of the material which is sensitive to the deposition process of the other material. Furthermore, in another case, it is possible that, although two materials can be used together with optical advantages for a design, the two materials are not compatible with each other for other reasons. Examples of incompatibilities include, for example, insufficient adhesion of the layers or chemical alteration of a layer material caused by the reaction of one of its atomic species with a species of the other material at the interface, forming thus a different material, optically unfavorable. Such a reaction can occur either immediately during the coating process, or during a subsequent annealing process (thermal annealing), or later, through an accelerated or additional aging or degradation process. In the example above, a needle layer was deposited directly on the substrate, as a first layer, to be effective as a promoter of adhesion between the substrate and the rest of the coating. It is particularly judicious to protect by a needle layer the penultimate thick layer vis-à-vis a plasma process which can be used for the last layer, in order to confer on this layer, and therefore on the whole coating, a particularly high resistance to abrasion.

[0055] Selon un autre mode de réalisation, des structures dites « nanostratifiées » peuvent être utilisées comme couches individuelles. Les références décrivant les « nanostratifiés », c'est-à-dire des couches très minces d'une épaisseur allant par exemple de 2 à 10 nm, comprennent, entre autres, J. Meyer, et al : « Al2O3/ZrO2 Nanolaminates as Ultrahigh Gas-Diffusion Barriers - A Strategy for Reliable Encapsulation of Organic Electronics », in : Advanced Mater. 2009, 21 1845-1849, éditions WileyVCH Weinheim, 2009; ou J. Meyer : « The origin of low water vapour transmission rates through Al2O3/ZrO2 nanolaminate gas-diffusion barriers grown by atomic layer deposition », dans : Applied Physics Letters 96, 243308 (2010), American Institute of Physics, 2010.According to another embodiment, so-called “nanostratified” structures can be used as individual layers. The references describing the "nanostratified", that is to say very thin layers with a thickness ranging for example from 2 to 10 nm, include, among others, J. Meyer, et al: "Al 2 O 3 / ZrO 2 Nanolaminates as Ultrahigh Gas-Diffusion Barriers - A Strategy for Reliable Encapsulation of Organic Electronics ”, in: Advanced Mater. 2009, 21 1845-1849, WileyVCH Weinheim editions, 2009; or J. Meyer: "The origin of low water vapor transmission rates through Al 2 O 3 / ZrO 2 nanolaminate gas-diffusion barriers grown by atomic layer deposition", in: Applied Physics Letters 96, 243308 (2010), American Institute of Physics , 2010.

[0056] Les nanostratifiés sont des couches constituées d'une multitude de couches très minces, généralement formées de deux matériaux alternés. Par exemple, une couche de nanostratifié peut être composée de A12O3 et HfO2, ou d’Al2O3 et Ta2O5. Il est bien sûr possible de composer de tels nanostratifiés à partir de plus de deux matériaux. Les couches individuelles ont généralement une épaisseur de quelques nanomètres. Un tel nanostratifié agit optiquement comme une couche épaisse ayant un indice de réfraction moyen et peut donc être intégré dans un revêtement multicouche interférentiel avec d'autres couches plus épaisses faites d'un ou plusieurs autres matériaux. Ces nanostratifiés sont généralement utilisés en raison de leurs propriétés mécaniques avantageuses. Un nanostratifié pourrait être interprété comme un ensemble de couches composé exclusivement de couches aiguilles.The nanostratified are layers made up of a multitude of very thin layers, generally formed from two alternating materials. For example, a nanostructured layer can be composed of A1 2 O 3 and HfO 2 , or of Al 2 O 3 and Ta 2 O 5 . It is of course possible to compose such nanostratified from more than two materials. The individual layers are generally a few nanometers thick. Such a nanostratifier acts optically as a thick layer having an average refractive index and can therefore be integrated into a multilayer interference coating with other thicker layers made of one or more other materials. These nanostratified are generally used because of their advantageous mechanical properties. A nanostructure could be interpreted as a set of layers composed exclusively of needle layers.

[0057] Les nanostratifiés atteignent leur propriété du fait du grand nombre d'interfaces et de couches très minces dans lesquelles les propriétés globales sont partiellement négligeables. Les paramètres qui ont une influence significative sur les propriétés des nanostratifiés et qui n'existent pas pour les couches monolithiques comprennent, par exemple, ce que l'on appelle le « facteur de service », c'est-à-dire le rapport des épaisseurs des différentes couches aiguilles les unes aux autres. Des exemples typiques sont de 3 nm respectivement d'Al2O3 et de Ta2O5, ou de 3 nm d'Al2O3 en alternance avec 10 nm de Ta2O5. De telles épaisseurs de couches ne peuvent pas être produites de manière homogène par les procédés classiques de dépôt en phase vapeur par faisceau d'électrons. Cependant, il existe d'autres procédés, tels que le dépôt par couche atomique (ALD), qui sont utilisés dans les publications citées. Il est même possible de faire croître d'autres couches du revêtement par ALD. Les exemples décrits utilisent ZnS et YL3. Les deux matériaux peuvent également être déposés par ALD : J.R.Bakke, et al : « Atomic layer deposition of ZnS via in situ production of H2S », dans Thin Solid Lilms, volume 518, numéro 19, 2010, 5400-5408 ; et Tero Pilvi, et al : « ALD of YL3 Thin Lilms from TiL4 and Y(thd)3 Precursors » dans Chemical Vapor deposition, volume 15, numéro 1-3, 2009, 27-32.The nanostratified reach their property due to the large number of interfaces and very thin layers in which the overall properties are partially negligible. The parameters which have a significant influence on the properties of the nanostratified materials and which do not exist for the monolithic layers include, for example, what is called the "service factor", that is to say the ratio of thicknesses of the different needle layers to each other. Typical examples are 3 nm of Al 2 O 3 and Ta 2 O 5 , respectively, or 3 nm of Al 2 O 3 alternating with 10 nm of Ta 2 O 5 . Such layer thicknesses cannot be produced homogeneously by conventional methods of electron vapor deposition. However, there are other methods, such as atomic layer deposition (ALD), which are used in the cited publications. It is even possible to grow other layers of the coating by ALD. The examples described use ZnS and YL 3 . The two materials can also be deposited by ALD: JRBakke, et al: "Atomic layer deposition of ZnS via in situ production of H 2 S", in Thin Solid Lilms, volume 518, number 19, 2010, 5400-5408; and Tero Pilvi, et al: "ALD of YL 3 Thin Lilms from TiL 4 and Y (thd) 3 Precursors" in Chemical Vapor deposition, volume 15, number 1-3, 2009, 27-32.

[0058] Dans un revêtement conforme à l'invention, une ou plusieurs des couches peuvent être réalisées sous forme de nanostratifié. Les nanostratifiés peuvent être des couches à indice élevé et des couches à faible indice, ainsi que des couches à indice moyen. Il peut notamment être avantageux de réaliser la dernière couche sous forme de nanostratifié constitué d'un oxyde et d'un fluorure. Ainsi, on combine l'avantage de la dureté relativement plus élevée de l'oxyde par rapport au fluorure avec l'avantage qu'un tel nanostratifié présente un indice de réfraction moyen optiquement pertinent plus faible que l'oxyde dur. Pour la qualité optique d'une conception de revêtement qui doit présenter une faible réflectivité, il est préférable que la dernière couche ait un indice de réfraction aussi faible que possible. A cet égard, il est en outre possible d'optimiser le facteur de service, de manière à ce que le nanostratifié soit composé de plus de fluorure que d'oxyde et que l'indice de réfraction soit ainsi inférieur à celui d'un nanostratifié composé de 50 % de fluorure et 50 % d'oxyde, tout en présentant par ailleurs une dureté ou une résistance à l'abrasion nettement supérieure à un fluorure pur.In a coating according to the invention, one or more of the layers can be produced in the form of nanostratified. The nanostratified can be high index layers and low index layers, as well as medium index layers. It may in particular be advantageous to produce the last layer in the form of a nanostratified consisting of an oxide and a fluoride. Thus, the advantage of the relatively higher hardness of the oxide compared to fluoride is combined with the advantage that such a nanostructured has a lower optically relevant average refractive index than hard oxide. For the optical quality of a coating design which should have low reflectivity, it is preferable that the last layer has as low a refractive index as possible. In this regard, it is also possible to optimize the service factor, so that the nanostratified is composed of more fluoride than oxide and that the refractive index is thus lower than that of a nanostratified. composed of 50% fluoride and 50% oxide, while also having a hardness or abrasion resistance significantly higher than a pure fluoride.

[0059] Plus généralement, sans se limiter à des exemples spécifiques, il est donc envisagé, conformément à un mode de réalisation de l'invention, qu'au moins une des couches du revêtement soit un nanostratifié constitué d'une multitude de couches d'une épaisseur comprise entre 2 nm et 10 nm, et que ces couches soient constituées d'au moins deux matériaux alternants.More generally, without being limited to specific examples, it is therefore envisaged, in accordance with an embodiment of the invention, that at least one of the layers of the coating is a nanostratified consisting of a multitude of layers d 'a thickness between 2 nm and 10 nm, and that these layers consist of at least two alternating materials.

[0060] Selon d'autres modes de réalisation, la couche supérieure du revêtement est un nanostratifié, comme mentionné précédemment. En particulier, elle peut comprendre un système de couches alternées de fluorure et d'oxyde, comme expliqué ci-dessus.According to other embodiments, the upper layer of the coating is a nanostratified, as mentioned above. In particular, it may include a system of alternating layers of fluoride and oxide, as explained above.

[0061] Par ailleurs, il est connu par les publications de demande de brevet CH 709 524 A2 (« Harte Anti-Reflex-Beschichtungen sowie deren Herstellung und Verwendung » (« Revêtements antireflet durs ainsi que leur fabrication et leur utilisation »)), et DE 10 2016 125 689.7 (« Substrat umfassend Anti-Reflex-Beschichtungs-system mit Hartstoffbeschichtung sowie Verfahren zu dessen Herstellung » (« Substrat comprenant un système de revêtement antireflet à revêtement en matériau dur et procédé pour sa fabrication »)) qu'une résistance à l'abrasion plus élevée d'un revêtement multicouche peut également être obtenue si, bien que la couche supérieure ne soit pas modifiée, les couches inférieures sont rendues sensiblement plus dures ou plus stables. Ce phénomène peut désormais également être appliqué au revêtement conforme à l'invention, en réalisant une couche qui est disposée sous la couche supérieure sous forme de nanostratifié afin d'avoir une plus grande dureté. Par exemple, la dernière couche qui comprend du ZnS peut être composée d'un nanostratifié et d'un oxyde et peut donc offrir une plus grande stabilité en soutenant la couche finale à faible indice de réfraction.Furthermore, it is known from patent application publications CH 709 524 A2 ("Harte Anti-Reflex-Beschichtungen sowie deren Herstellung und Verwendung" ("Hard anti-reflective coatings as well as their manufacture and use")), and DE 10 2016 125 689.7 ("Substrate umfassend Anti-Reflex-Beschichtungs-system mit Hartstoffbeschichtung sowie Verfahren zu dessen Herstellung" ("Substrate comprising an anti-reflective coating system with hard-material coating and process for its manufacture")) that higher abrasion resistance of a multilayer coating can also be obtained if, although the upper layer is not changed, the lower layers are made substantially harder or more stable. This phenomenon can now also be applied to the coating according to the invention, by producing a layer which is arranged under the upper layer in the form of nanostructure in order to have greater hardness. For example, the last layer that includes ZnS can be composed of a nanostratified and an oxide and can therefore offer greater stability by supporting the final layer with a low refractive index.

[0062] L'invention sera maintenant décrite de manière plus détaillée en se référant aux dessins annexés sur lesquels des références identiques désignent des éléments identiques.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which identical references denote identical elements.

Brève description des dessins [0063] Sur les dessins :Brief description of the drawings In the drawings:

[0064] [fig-1] est une vue schématique de l’empilement de couches du composant optique conforme à l'invention ;[Fig-1] is a schematic view of the stack of layers of the optical component according to the invention;

[0065] [fig.2] est un graphique de transmittance d'un revêtement antireflet à 4 bandes sur un substrat en ZnS de 4 mm d'épaisseur ;[Fig.2] is a transmittance graph of a 4-band anti-reflective coating on a ZnS substrate 4 mm thick;

[0066] [fig.3] est une vue schématique de l’empilement de couches du composant optique de l'invention selon la figure 1, pourvu d'une couche supplémentaire favorisant l'adhérence ;[Fig.3] is a schematic view of the stack of layers of the optical component of the invention according to Figure 1, provided with an additional layer promoting adhesion;

[0067] [fig.4] est une vue schématique de l’empilement de couches du composant optique de l'invention selon la figure 1, dans lequel la couche supérieure est divisée en deux souscouches ;[Fig.4] is a schematic view of the stack of layers of the optical component of the invention according to Figure 1, wherein the upper layer is divided into two sublayers;

[0068] [fig.5] est une vue schématique de l’empilement de couches du composant optique de l'invention selon la figure 1, pourvu d'une couche de protection supplémentaire ;[Fig.5] is a schematic view of the stack of layers of the optical component of the invention according to Figure 1, provided with an additional protective layer;

[0069] [fig.6] est une vue schématique de l’empilement de couches du composant optique de l'invention selon la figure 1, doté de couches aiguilles ou de couches intermédiaires minces ; et [0070] [fig.7] est une vue schématique de l’empilement de couches du composant optique de l'invention selon la figure 1, doté d’un nanostratifié.[Fig.6] is a schematic view of the stack of layers of the optical component of the invention according to Figure 1, with needle layers or thin intermediate layers; and [fig.7] is a schematic view of the stack of layers of the optical component of the invention according to Figure 1, provided with a nanostructure.

[0071] Sans se limiter à la structure des couches illustrée, la figure 1 montre une vue schématique en coupe de la succession de couches de l’empilement de couches 2 d'un composant optique 10, lequel empilement de couches 2 sert de revêtement antireflet.Without limiting itself to the structure of the layers illustrated, FIG. 1 shows a schematic sectional view of the succession of layers of the stack of layers 2 of an optical component 10, which stack of layers 2 serves as an anti-reflective coating .

[0072] Un composant optique 10 avec un revêtement antireflet conforme à l'invention est produit par un procédé selon lequel un substrat 1 est pourvu d'un empilement de couches 2, comprenant une pluralité de couches successives de matériaux différents et à indices de réfraction différents, qui constitue un revêtement antireflet dans lequel les couches de l’empilement de couches 2 sont déposées successivement à partir d'au moins trois matériaux ou combinaisons de matériaux différents, de sorte que la pile de couches produite par le dépôt successif comporte au moins une couche d'un premier type, d'un deuxième type et d'un troisième type, avec au moins trois indices de réfraction différents, une couche du premier type ayant un indice de réfraction supérieur à celui d’une couche du deuxième type, et une couche du troisième type ayant un indice de réfraction inférieur à celui d’une couche du deuxième type ; et dans lequel une couche supérieure et une deuxième couche supérieure sont prévues, la couche supérieure 7 étant une couche du deuxième type 3, et la deuxième couche supérieure étant une couche du premier type 4 et ayant donc un indice de réfraction qui est supérieur à l'indice de réfraction de la couche supérieure ; et dans lequel la pile de couches 2 comprend au moins une autre couche qui est disposée sous les deux couches supérieures dans la pile de couches 2 et qui est une couche du troisième type 5 et a donc un indice de réfraction qui est inférieur aux indices de réfraction des deux couches supérieures.An optical component 10 with an anti-reflective coating according to the invention is produced by a method according to which a substrate 1 is provided with a stack of layers 2, comprising a plurality of successive layers of different materials and with refractive indices different, which constitutes an anti-reflective coating in which the layers of the stack of layers 2 are deposited successively from at least three different materials or combinations of materials, so that the stack of layers produced by the successive deposition comprises at least a layer of a first type, of a second type and of a third type, with at least three different refractive indices, a layer of the first type having a refractive index greater than that of a layer of the second type, and a layer of the third type having a refractive index lower than that of a layer of the second type; and in which an upper layer and a second upper layer are provided, the upper layer 7 being a layer of the second type 3, and the second upper layer being a layer of the first type 4 and therefore having a refractive index which is greater than 1 'refractive index of the upper layer; and in which the stack of layers 2 comprises at least one other layer which is arranged under the two upper layers in the stack of layers 2 and which is a layer of the third type 5 and therefore has a refractive index which is lower than the indices of refraction of the two upper layers.

[0073] Le substrat 1 de l'exemple illustré est doté d'un empilement de couches 2 qui se compose ici d'un total de neuf couches successives faites de matériaux différents et ayant des indices de réfraction différents. Les couches de la pile de couches 2 sont formées d'au moins trois matériaux ou combinaisons de matériaux différents, de sorte que la pile de couches comporte au moins une couche de chacun des premier, deuxième et troisième types. Les types de couches diffèrent de par leurs indices de réfraction, de sorte que la pile contient des couches avec au moins trois indices de réfraction différents. Dans ce cas, une couche du premier type 4 a un indice de réfraction plus élevé qu'une couche du deuxième type 3, et une couche du troisième type 5 a un indice de réfraction plus faible qu'une couche du deuxième type 3. La couche supérieure 7 de la pile de couches 2 est en contact avec l'environnement et est donc exposée aux influences du milieu ambiant et doit par conséquent être constituée d'un matériau le plus résistant possible à l'abrasion.The substrate 1 of the illustrated example is provided with a stack of layers 2 which here consists of a total of nine successive layers made of different materials and having different refractive indices. The layers of the layer stack 2 are formed from at least three different materials or combinations of materials, so that the layer stack comprises at least one layer of each of the first, second and third types. The types of layers differ in their refractive indices, so the stack contains layers with at least three different refractive indices. In this case, a layer of the first type 4 has a higher refractive index than a layer of the second type 3, and a layer of the third type 5 has a lower refractive index than a layer of the second type 3. The upper layer 7 of the stack of layers 2 is in contact with the environment and is therefore exposed to the influences of the ambient environment and must therefore be made of a material as resistant as possible to abrasion.

[0074] La couche supérieure 7 est une couche du deuxième type 3, et la deuxième couche supérieure est une couche du premier type 4 et a donc un indice de réfraction qui est encore plus élevé que l'indice de réfraction de la couche supérieure 3. L’empilement de couches 2 comporte au moins une couche supplémentaire qui est disposée sous les deux couches supérieures de la pile de couches 2 et qui est une couche du troisième type 5 et présente donc un indice de réfraction inférieur aux indices de réfraction des deux couches supérieures des premier et deuxième types 4, 3. En dessous de la succession constituée de la couche supérieure 3, de la deuxième couche supérieure 4 et de la couche supplémentaire 5, il est prévu des couches alternantes qui sont constituées du même matériau que la deuxième couche supérieure 4 et la couche supplémentaire 5.The upper layer 7 is a layer of the second type 3, and the second upper layer is a layer of the first type 4 and therefore has a refractive index which is even higher than the refractive index of the upper layer 3 The stack of layers 2 comprises at least one additional layer which is placed under the two upper layers of the stack of layers 2 and which is a layer of the third type 5 and therefore has a refractive index lower than the refractive indices of the two upper layers of the first and second types 4, 3. Below the succession consisting of the upper layer 3, the second upper layer 4 and the additional layer 5, there are provided alternating layers which are made of the same material as the second upper layer 4 and the additional layer 5.

[0075] Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, il y a quatre couches de chaque type de la deuxième couche supérieure 4 et de la couche supplémentaire 5, en alternance les unes avec les autres sous la couche supérieure 3, de sorte que la pile de couches illustrée comporte au total neuf couches si l'on tient compte de la couche supérieure 3, qui correspond à un mode de réalisation préféré du revêtement antireflet, car le comportement antireflet est particulièrement bon dans cette configuration. Les couches alternées des premier et troisième types 4, 5 forment un système de couches alternées. L’empilement de couches est ensuite complété par une couche unique du deuxième type, en tant que couche supérieure. Etant donné que l'indice de réfraction de la couche supérieure est plus faible que l’indice de réfraction de la deuxième couche supérieure, on obtient d’une part un effet antireflet, malgré les indices de réfraction plus élevés par rapport aux couches du troisième type, et, d'autre part, une résistance mécanique élevée.In the embodiment of Figure 1, there are four layers of each type of the second upper layer 4 and the additional layer 5, alternating with each other under the upper layer 3, so that the stack of layers illustrated comprises a total of nine layers if the upper layer 3 is taken into account, which corresponds to a preferred embodiment of the antireflection coating, since the antireflection behavior is particularly good in this configuration. The alternating layers of the first and third types 4, 5 form a system of alternating layers. The stack of layers is then completed by a single layer of the second type, as the upper layer. Since the refractive index of the upper layer is lower than the refractive index of the second upper layer, on the one hand, an anti-reflection effect is obtained, despite the higher refractive indices compared to the layers of the third. type, and, on the other hand, high mechanical strength.

[0076] Le substrat 1 peut notamment être constitué de sulfure de zinc. Selon un mode de réalisation, la deuxième couche supérieure 4 est réalisée dans le même matériau que le substrat 1, c'est-à-dire en particulier en sulfure de zinc, ZnS.The substrate 1 may in particular consist of zinc sulfide. According to one embodiment, the second upper layer 4 is made of the same material as the substrate 1, that is to say in particular of zinc sulfide, ZnS.

[0077] En particulier, l'un des oxydes suivants convient comme matériau pour la couche supérieure 3 ou la couche du deuxième type : l’oxyde de hafnium (HfO2), l’oxyde de scandium (Sc2O3), l’oxyde de zirconium (ZrO2), l’oxyde de tantale (Ta2O5), l’oxyde de niobium (Nb2O5), l’oxyde d’yttrium (Y2O3), l'oxyde de titane (TiO2), l’oxyde d’aluminium (A12O3) et l'oxyde de cérium (CeO2). La raison de ce choix est la combinaison des indices de réfraction et de la dureté de ces substances. Une dureté accrue de la couche supérieure 3 est en outre obtenue par l'application de la couche supérieure 3 avec des techniques spéciales pour la rendre particulièrement dure. Les techniques suivantes peuvent être utilisées à cet effet : le placage ionique, l’implantation ionique, l’assistance ionique / le plasma avancé, la pulvérisation magnétron, la pulvérisation par faisceau ionique, le dépôt par arc cathodique et le dépôt par couche atomique. Il n'est pas nécessaire d'utiliser la même technique pour appliquer toutes les couches de la pile de couches 2. Différentes techniques peuvent être combinées entre elles. Par exemple, selon un mode de réalisation, toutes les couches, à l'exception de la couche supérieure 3, peuvent être déposées thermiquement par dépôt en phase vapeur, tandis que la couche supérieure 3 est appliquée par pulvérisation. Un changement de la technique de revêtement reste économique dans la mesure où il doit être réalisé uniquement pour la couche supérieure.In particular, one of the following oxides is suitable as a material for the upper layer 3 or the layer of the second type: hafnium oxide (HfO 2 ), scandium oxide (Sc 2 O 3 ), l zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), titanium (TiO 2 ), aluminum oxide (A1 2 O 3 ) and cerium oxide (CeO 2 ). The reason for this choice is the combination of the refractive indices and the hardness of these substances. An increased hardness of the upper layer 3 is further obtained by applying the upper layer 3 with special techniques to make it particularly hard. The following techniques can be used for this purpose: ion plating, ion implantation, ion assistance / advanced plasma, magnetron sputtering, ion beam sputtering, cathode arc deposition and atomic layer deposition. It is not necessary to use the same technique to apply all the layers in the stack of layers 2. Different techniques can be combined with one another. For example, according to one embodiment, all the layers, with the exception of the upper layer 3, can be thermally deposited by vapor deposition, while the upper layer 3 is applied by spraying. A change in the coating technique remains economical insofar as it must be carried out only for the top layer.

[0078] En particulier, l'un des fluorures suivants convient comme matériau pour une ou plusieurs couches du troisième type 5 : le fluorure de baryum (BaE2), le fluorure de calcium (CaE2), le fluorure de cérium (CeE3), le fluorure de lanthane (LaE3), le fluorure de néodyme (NdE3), le fluorure d'ytterbium (YbE3), le fluorure de magnésium (MgE2), le fluorure d'aluminium (A1E3), le fluorure de dysprosium (DyE3) et le fluorure d'yttrium (YE3). Le matériau de la couche du troisième type 5 est choisi de telle sorte que l'indice de réfraction des différentes couches augmente de la couche supplé mentaire 5 jusqu’à la couche supérieure 3, en passant par la deuxième couche supérieure 4.In particular, one of the following fluorides is suitable as a material for one or more layers of the third type 5: barium fluoride (BaE 2 ), calcium fluoride (CaE 2 ), cerium fluoride (CeE 3 ), lanthanum fluoride (LaE 3 ), neodymium fluoride (NdE 3 ), ytterbium fluoride (YbE 3 ), magnesium fluoride (MgE 2 ), aluminum fluoride (A1E 3 ), dysprosium fluoride (DyE 3 ) and yttrium fluoride (YE 3 ). The material of the layer of the third type 5 is chosen so that the refractive index of the different layers increases from the additional layer 5 to the upper layer 3, passing through the second upper layer 4.

[0079] Selon un exemple, la couche supérieure est une couche du 2ème type et par conséquent une couche de HfO2. Cette couche est déposée sur une couche de ZnS qui est une couche du 1er type. Cette couche est suivie d'une couche du 3ème type ou d'une ou plusieurs autres couches facultatives suivies par la couche du 3ème type, la couche du 3 ème type étant une couche d’YF3. Cette couche peut être en contact avec le substrat ou, en variante, une ou plusieurs autres couches facultatives peuvent être interposées entre le substrat et la couche du 3ème type. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté à un substrat en séléniure de zinc (ZnSe). Toutefois, un substrat ZnS est également adapté. En résumé, la succession de couches conforme à ce mode de réalisation est la suivante : HfO2 (2ème type) / ZnS (1er type) / couches facultatives / YF3 (3ème type) / couches facultatives / substrat ZnSe.According to an example, the upper layer is a layer of the 2nd type and therefore a layer of HfO2. This layer is deposited on a layer of ZnS which is a layer of the 1st type. This layer is followed by a layer of the 3 rd type or one or more other optional layers followed by the layer of the 3rd type, layer 3 rd type being a YF3 layer. This layer may be in contact with the substrate or, alternatively, one or more other optional layers may be interposed between the substrate and the layer of the 3rd kind. This embodiment is particularly suitable for a substrate of zinc selenide (ZnSe). However, a ZnS substrate is also suitable. In summary, the layer sequence according to this embodiment is as follows: HfO2 (2nd type) / ZnS (1 type) / optional layers / YF 3 (3 rd type) / optional layers / ZnSe substrate.

[0080] Comme alternative à l’HfO2, la ou les couches du deuxième type peuvent être des couches de Sc2O3, ZrO2, Ta2O5, Nb2O5, Y2O3, TiO2, A12O3, CeO2. D’autre part, les matériaux alternatifs à l’YF3 pour la couche du 3ème type sont BaF2, CaF2, CeF2, LaF3, NdF3, YbF3, MgF2, A1F3, DyF3, DyF3.As an alternative to HfO 2 , the layer or layers of the second type can be layers of Sc 2 O 3 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , Y 2 O 3 , TiO 2 , A1 2 O 3 , CeO 2 . On the other hand, alternative materials to YF3 for layer 3 rd type are BaF 2, CaF 2, CeF 2, LaF 3, NdF 3, YbF 3, MgF 2, A1F 3, DyF 3, DyF 3.

[0081] La structure globale constituée du substrat 1 et de Γempilement de couches 2 est au moins partiellement transparente dans les domaines spectraux de l’infrarouge et du visible, à des longueurs d'ondes comprises entre 450 nm et 650 nm, à une ou plusieurs longueurs d'ondes entre 1 000 nm et 1 600 nm, à des longueurs d'ondes entre 3 500 nm et 5 000 nm, et dans l'infrarouge lointain à des longueurs d'ondes allant de 8 pm à 12 pm, ce qui permet par exemple de l'utiliser comme fenêtre pour des caméras qui sont sensibles dans les gammes de longueurs d’ondes citées.The overall structure consisting of the substrate 1 and the stack of layers 2 is at least partially transparent in the spectral ranges of infrared and visible, at wavelengths between 450 nm and 650 nm, at one or several wavelengths between 1000 nm and 1600 nm, at wavelengths between 3500 nm and 5000 nm, and in the far infrared at wavelengths ranging from 8 pm to 12 pm, this which allows for example to use it as a window for cameras which are sensitive in the wavelength ranges mentioned.

[0082] L'invention est particulièrement adaptée à l'optique infrarouge, y compris les systèmes de lentilles. Une telle optique infrarouge peut ensuite être combinée avec une pluralité de capteurs qui sont sensibles dans les domaines spectraux du visible et de l'infrarouge. C'est par exemple le cas des télémètres ou des caméras thermiques. Une application privilégiée est rutilisation comme fenêtre de couverture pour une caméra infrarouge, par exemple dans un avion, un char, un véhicule automobile ou un drone.The invention is particularly suitable for infrared optics, including lens systems. Such infrared optics can then be combined with a plurality of sensors which are sensitive in the spectral ranges of visible and infrared. This is for example the case with range finders or thermal cameras. A preferred application is to be used as a cover window for an infrared camera, for example in an airplane, a tank, a motor vehicle or a drone.

[0083] La figure 2 représente un graphique de la transmittance tracée en fonction de la longueur d'onde d'un revêtement antireflet d'un substrat ZnS d’une épaisseur comprise entre 1 et 4 mm, qui est au moins partiellement transparent pour quatre gammes de fréquences, dans lequel une échelle logarithmique a été sélectionnée pour la longueur d'onde. Le graphique de la figure 2 montre le profil de transmittance en tant que pourcentage du rayonnement incident.FIG. 2 represents a graph of the transmittance plotted as a function of the wavelength of an anti-reflective coating of a ZnS substrate with a thickness of between 1 and 4 mm, which is at least partially transparent for four frequency ranges, in which a logarithmic scale has been selected for the wavelength. The graph in Figure 2 shows the transmittance profile as a percentage of the incident radiation.

[0084] Le profil de transmittance d'un substrat non revêtu est représenté par la courbe 22 qui, à une longueur d'onde d'environ 380 nm, s'élève presque verticalement avec une longueur d'onde croissante jusqu'à 65 %, et à une longueur d'onde d'environ 1 000 nm, à 74 %, elle devient une section horizontale.The transmittance profile of an uncoated substrate is represented by curve 22 which, at a wavelength of approximately 380 nm, rises almost vertically with an increasing wavelength up to 65% , and at a wavelength of about 1000 nm, at 74%, it becomes a horizontal section.

[0085] La transmittance d'un substrat revêtu sur les deux faces, conformément à l'invention, est représentée par la courbe 21 qui suit une spécification de transmittance dans quatre sections 21a, 21b, 21c, 21d. Dans la section 21a comprise entre 420 nm et 720 nm, qui est la plage de longueurs d'ondes visibles, la transmittance est partout supérieure d'environ 20 % à celle de la courbe 22 d'un substrat non revêtu. De 1 530 à 1 550 nm, qui est la longueur d'onde des LIDAR dits « sans danger pour les yeux » ou télémètres, le profil de transmittance présente une autre section 21b qui a un pic nettement supérieur à 90 % à cette longueur d'onde et est donc aussi d'environ 20 % supérieur à la transmittance du substrat non revêtu. La transmittance d'un substrat revêtu selon l'invention présente une autre section de haute transmittance, qui augmente fortement à une longueur d'onde d'environ 3 000 nm. A une longueur d'onde d'environ 13 000 nm, la transmittance diminue fortement. En général, deux plages de longueurs d'ondes sont utilisées dans ce domaine d'applications techniques, d'abord la plage 21c allant de 3 500 nm à 5 000 nm pour la détection d'objets à haute température, tels que des moteurs à réaction ou des moteurs à combustion interne, et ensuite la plage 21d, allant de 7 500 nm à 11 500 nm, pour détecter la température du corps. Dans ces deux plages, le profil de transmittance 21 du substrat revêtu présente également une transmittance supérieure d'environ 20 % à la courbe 22 du substrat non revêtu.The transmittance of a substrate coated on both sides, in accordance with the invention, is represented by the curve 21 which follows a specification of transmittance in four sections 21a, 21b, 21c, 21d. In section 21a between 420 nm and 720 nm, which is the range of visible wavelengths, the transmittance is everywhere approximately 20% greater than that of curve 22 of an uncoated substrate. From 1,530 to 1,550 nm, which is the wavelength of the so-called “eye-safe” LIDARs or rangefinders, the transmittance profile has another section 21b which has a peak clearly greater than 90% at this length of d wave and is therefore also about 20% higher than the transmittance of the uncoated substrate. The transmittance of a coated substrate according to the invention has another section of high transmittance, which greatly increases at a wavelength of approximately 3000 nm. At a wavelength of around 13,000 nm, the transmittance decreases sharply. In general, two wavelength ranges are used in this field of technical applications, firstly the range 21c ranging from 3500 nm to 5000 nm for the detection of objects at high temperature, such as motors with reaction or internal combustion engines, and then the range 21d, from 7,500 nm to 11,500 nm, to detect body temperature. In these two ranges, the transmittance profile 21 of the coated substrate also has a transmittance approximately 20% greater than the curve 22 of the uncoated substrate.

[0086] Il s'agit donc d'un revêtement antireflet à 4 bandes. Il est transparent et a un effet antireflet dans les gammes de longueurs d'ondes du domaine spectral visible, pour un télémètre dit « sans danger pour les yeux », ainsi que pour le rayonnement thermique des moteurs et des corps vivants.It is therefore an anti-reflective coating with 4 bands. It is transparent and has an anti-reflective effect in the wavelength ranges of the visible spectral range, for a rangefinder called "harmless to the eyes", as well as for the thermal radiation of motors and living bodies.

[0087] L'exemple d'un revêtement conforme à l'invention est constitué des trois matériaux de couche YE3, ZnS et HfO2. Dans l'exemple présenté, les trois couches de matériaux ont les indices de réfraction suivants :The example of a coating according to the invention consists of the three layer materials YE 3 , ZnS and HfO 2 . In the example presented, the three layers of materials have the following refractive indices:

[0088] [Tableauxl][Tablesl]

Matériau Material Technologie de revêtement Coating technology Indice de réfraction à 1 000 nm Refractive index at 1000 nm ye3 ye 3 Eaisceau d’électrons Electron beam 1,49 1.49 ZnS ZnS Eaisceau d’électrons Electron beam 2,28 2.28 HfO2 HfO 2 Eaisceau d’électrons Electron beam 1,90 1.90 HfO2 HfO 2 Placage ionique Ion plating 2,11 2.11

[0089] Les deux dernières couches de cet exemple sont chacune faites de HfO2. Cependant, la première moitié est déposée par un procédé standard de dépôt en phase vapeur par faisceau d'électrons (faisceau d'électrons). La seconde moitié est déposée par placage ionique. De cette façon, la dernière couche non oxydante est protégée, par la première sous-couche de HfO2, du processus de placage ionique qui endommagerait la couche non oxydante sous-jacente et dégraderait son pouvoir de transmission ou d'absorption au sens de l'invention. La structure des couches est la suivante : substrat, 20,1 nm YL3,The last two layers of this example are each made of HfO 2 . However, the first half is deposited by a standard vapor deposition process by electron beam (electron beam). The second half is deposited by ion plating. In this way, the last non-oxidizing layer is protected, by the first sublayer of HfO 2 , from the ion plating process which would damage the underlying non-oxidizing layer and degrade its power of transmission or absorption in the sense of l 'invention. The structure of the layers is as follows: substrate, 20.1 nm YL 3 ,

36.1 nm ZnS, 60,3 nm YL3, 25,8 nm ZnS, 42,7 nm YL3, 243,6 nm ZnS, 168,5 nm YL3,36.1 nm ZnS, 60.3 nm YL 3 , 25.8 nm ZnS, 42.7 nm YL 3 , 243.6 nm ZnS, 168.5 nm YL 3 ,

89.2 nm ZnS, 170,2 nm YL3, 46,1 nm ZnS, 35,6 nm HfO2 (faisceau d’électrons), 35,6 nm HfO2 (placage ionique), l’air. Le résultat d'un revêtement sur deux faces avec cette conception, sur un substrat ZnS de 10 mm d'épaisseur, est le spectre de transmittance mesuré 21.89.2 nm ZnS, 170.2 nm YL 3 , 46.1 nm ZnS, 35.6 nm HfO 2 (electron beam), 35.6 nm HfO 2 (ion plating), air. The result of a two-sided coating with this design, on a 10 mm thick ZnS substrate, is the measured transmittance spectrum 21.

[0090] La figure 3 représente un mode de réalisation dans lequel une couche 6 supplémentaire favorisant l'adhérence est appliquée sur le substrat 1 afin d'améliorer l'adhérence de l’empilement de couches 2 sur le substrat 1. Cette couche 6 favorisant l'adhérence est généralement caractérisée par le fait qu'elle adhère mieux au substrat 1 qu'une couche 5 du troisième type. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la couche 6 favorisant l'adhérence peut être maintenue suffisamment mince pour ne pas influencer, ou seulement de façon marginale, les propriétés de réflexion de la pile de couches, en termes optiques. De préférence, l'épaisseur de la couche est d'au moins 1 nm et/ou de préférence inférieure à 10 nm dans le cas présent. Avec une couche mince, il est d’une manière plus générale possible d'utiliser un matériau ayant un coefficient d'absorption plus élevé dans le domaine spectral visible et/ou infrarouge que les matériaux des premier, deuxième et troisième types, car en raison de la faible épaisseur de la couche, la transmittance totale ne serait pas réduite de façon significative. L'oxyde d'aluminium A12O3, qui assure une adhérence élevée à de nombreux matériaux de substrat, est un matériau approprié pour la couche favorisant l'adhérence.FIG. 3 represents an embodiment in which an additional layer 6 promoting adhesion is applied to the substrate 1 in order to improve the adhesion of the stack of layers 2 on the substrate 1. This layer 6 promoting the adhesion is generally characterized by the fact that it adheres better to the substrate 1 than a layer 5 of the third type. According to a first embodiment of the invention, the layer 6 promoting adhesion can be kept thin enough not to influence, or only marginally, the reflection properties of the stack of layers, in optical terms. Preferably, the thickness of the layer is at least 1 nm and / or preferably less than 10 nm in the present case. With a thin layer, it is more generally possible to use a material having a higher absorption coefficient in the visible and / or infrared spectral range than the materials of the first, second and third types, because due due to the small thickness of the layer, the total transmittance would not be reduced significantly. Aluminum oxide A1 2 O 3 , which provides high adhesion to many substrate materials, is a suitable material for the adhesion promoting layer.

[0091] Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, la couche 6 favorisant l'adhérence peut en même temps être un constituant optiquement actif de l’empilement de couches 2, ce qui contribue à l'effet antireflet. A cet effet, la couche 6 favorisant l'adhérence peut notamment être une couche du deuxième type.According to yet another embodiment of the invention, the layer 6 promoting adhesion can at the same time be an optically active constituent of the stack of layers 2, which contributes to the anti-reflective effect. To this end, the layer 6 promoting adhesion can in particular be a layer of the second type.

[0092] Dans le mode de réalisation selon la figure 4, la couche supérieure 7 est divisée en une deuxième sous-couche 11 et une première sous-couche 12, la première souscouche 12 définissant la surface de l’empilement de couches 2. La deuxième souscouche 11 est appliquée sans procédé d'assistance ionique ou au plasma, et pour le dépôt de la première sous-couche 12 un tel procédé d'assistance est utilisé. De cette façon, on évite que les ions à haute énergie n'endommagent chimiquement ou physiquement la couche 4 sous-jacente du premier type, pendant le processus de dépôt à assistance ionique. En revanche, l'assistance ionique permet d'obtenir une structure de couche dense de la première sous-couche 12. Ainsi, bien que les deux sous-couches 11 et 12 soient faites du même matériau, elles sont différentes en termes de densité. Typiquement, la première sous-couche 12 aura une plus grande densité et donc un indice de réfraction plus élevé. L'assistance ionique permet d'obtenir une surface dense et résistante.In the embodiment according to Figure 4, the upper layer 7 is divided into a second sublayer 11 and a first sublayer 12, the first sublayer 12 defining the surface of the stack of layers 2. The second sublayer 11 is applied without an ionic or plasma assistance method, and for the deposition of the first sublayer 12 such an assistance method is used. In this way, it is avoided that the high-energy ions do not chemically or physically damage the underlying layer 4 of the first type, during the ion-assisted deposition process. On the other hand, the ionic assistance makes it possible to obtain a dense layer structure of the first sublayer 12. Thus, although the two sublayers 11 and 12 are made of the same material, they are different in terms of density. Typically, the first sub-layer 12 will have a higher density and therefore a higher refractive index. The ionic assistance makes it possible to obtain a dense and resistant surface.

[0093] Dans le mode de réalisation selon la figure 5, une couche de protection 13 supplémentaire est appliquée sous la couche supérieure 7 ou avant celle-ci, afin de protéger le matériau de la couche 4 pendant le dépôt de la couche supérieure 7 contre le processus ionique ou au plasma. Par conséquent, il est généralement prévu dans ce mode de réalisation que la couche protectrice soit déposée avant la couche supérieure 7, et que la couche supérieure 7 soit déposée sur la couche protectrice et en contact avec celle-ci.In the embodiment according to Figure 5, an additional protective layer 13 is applied under the upper layer 7 or before it, in order to protect the material of the layer 4 during the deposition of the upper layer 7 against the ionic or plasma process. Consequently, it is generally provided in this embodiment that the protective layer is deposited before the upper layer 7, and that the upper layer 7 is deposited on the protective layer and in contact with the latter.

[0094] Dans le mode de réalisation selon la figure 6, le composant optique 10 comprend un système de couches alternées dans lequel les couches 4 réalisées dans le matériau du premier type alternent avec les couches 5 réalisées dans le matériau du troisième type. Les couches 4 ont une épaisseur qui est supérieure d'au moins un facteur 10 à l'épaisseur des couches 5. Ces dernières couches, qui se présentent sous la forme de couches intermédiaires très fines, sont également appelées « couches aiguilles ».In the embodiment according to Figure 6, the optical component 10 comprises a system of alternating layers in which the layers 4 made of the material of the first type alternate with the layers 5 made of the material of the third type. The layers 4 have a thickness which is at least a factor of 10 greater than the thickness of the layers 5. The latter layers, which are in the form of very thin intermediate layers, are also called "needle layers".

[0095] Dans le mode de réalisation selon la figure 7, l'une des deux couches 4 est réalisée sous la forme de ce que l’on appelle un « nanostratifié » 50. Cette couche comprend plusieurs couches minces successives, d'une épaisseur comprise entre 2 nm et 10 nm.In the embodiment according to FIG. 7, one of the two layers 4 is produced in the form of what is called a “nanostratified” 50. This layer comprises several successive thin layers, with a thickness between 2 nm and 10 nm.

[0096] Le revêtement conforme à l'invention a été soumis à deux essais normalisés pour vérifier sa résistance aux rayures ou à l'abrasion. Le premier essai normalisé était l’essai Bayer selon ASTM L735-11, TABER. Le milieu abrasif utilisé dans ce cas était le sable siliceux qui possède les propriétés suivantes :The coating according to the invention was subjected to two standardized tests to check its resistance to scratches or abrasion. The first standardized test was the Bayer test according to ASTM L735-11, TABER. The abrasive medium used in this case was silica sand which has the following properties:

[0097] [Tableaux2][Tables2]

Classement Ranking 5/9 5/9 Arrondi Round 0,6+ 0,6+ Sphéricité Sphericity 0,6+ 0,6+ Dureté Hardness 7,0 7.0 P. S. P. S. 2,65 2.65 Perte à la calcination Loss on calcination 0,1 0.1 Pont de fusion Fusion bridge 2 800°/3 100° 2,800 ° / 3,100 ° Couleur Color marron / blanc brown / white PH PH 6,9 7,0 6.9 7.0

[0098] La composition chimique typique du sable siliceux utilisé est la suivante, en pourcentage en poids :The typical chemical composition of the silica sand used is as follows, in percentage by weight:

[0099] [Tableaux3][Tables3]

SiO2 SiO 2 99,48 % en poids 99.48% by weight Fe2O3 Fe 2 O 3 0,06 % en poids 0.06% by weight A12O3 A1 2 O 3 0,21 % en poids 0.21% by weight MgO MgO < 0,01 % en poids <0.01% by weight

[0100] Ce sable siliceux est disponible dans le commerce auprès de Rimer Silica, Texas, Etats-Unis.This silica sand is commercially available from Rimer Silica, Texas, United States.

[0101] Un autre essai pertinent pour de telles applications et revêtements est l’essai dit « des essuie-glaces », parfois appelé essai de lavabilité, selon la norme TS1888. L'échantillon revêtu est monté dans un support, et la surface extérieure revêtue est soumise pendant 5 minutes à 1 000 cycles d'essuyage par heure (2 000 passages par heure) par une lèvre d'essuie-glace automobile standard, avec une charge de 20 grammes par centimètre et avec addition d'un mélange de sable et d’eau (1 cm3 de sable selon DEF STAN 07-55 type C dans 10 millilitres d'eau).Another relevant test for such applications and coatings is the so-called "wiper test", sometimes called washability test, according to standard TS1888. The coated sample is mounted in a holder, and the coated outer surface is subjected for 5 minutes to 1000 wiping cycles per hour (2000 passages per hour) by a standard automotive wiper lip, with a load 20 grams per centimeter and with the addition of a mixture of sand and water (1 cm 3 of sand according to DEF STAN 07-55 type C in 10 milliliters of water).

[0102] A la fin de l'essai, l'échantillon ne doit présenter aucun signe visible de rayure lors de l'inspection visuelle.At the end of the test, the sample must not show any visible sign of scratching during visual inspection.

[0103] Dans cet essai, un revêtement standard avec un fluorure comme couche finale supérieure a été réduit dans son épaisseur de couche de 70 nm en moyenne (du point de vue macroscopique), alors que la réduction de l'épaisseur du revêtement conforme à l'invention était seulement de 12 nm en moyenne (du point de vue macroscopique). Les deux revêtements présentaient les mêmes spécifications spectrales. Pour analyser ces épaisseurs de couche réduites, une opération d’ingénierie inverse a été réalisée sur la conception de la couche optique des spectres de réflexion mesurés avant et après l'abrasion.In this test, a standard coating with a fluoride as the upper final layer was reduced in its layer thickness by 70 nm on average (macroscopically), while the reduction in the thickness of the coating conforms to the invention was only 12 nm on average (macroscopically). Both coatings had the same spectral specifications. To analyze these reduced layer thicknesses, a reverse engineering operation was carried out on the design of the optical layer of the reflection spectra measured before and after the abrasion.

[0104] Un autre essai normalisé pour vérifier la résistance à l'abrasion était l'essai d'essuie-glace selon la norme TS1888, avec de l'eau sale. Dans ce cas, l'essuie-glace exerce une pression de 22 N et effectue 100 mouvements par minute sur une plage angulaire de 60 degrés. Le pourcentage d'altération dans la brume sèche est mesuré à des intervalles appropriés, conformément à la norme ASTM D1003. Lorsque la valeur moyenne du voile du champ de vision moyen atteint 5 %, cette valeur est généralement considérée comme la fin de la durée de vie.Another standardized test to check the abrasion resistance was the wiper test according to standard TS1888, with dirty water. In this case, the wiper exerts a pressure of 22 N and performs 100 movements per minute over an angular range of 60 degrees. The percentage of weathering in the haze is measured at appropriate intervals, in accordance with ASTM D1003. When the average value of the haze of the average field of vision reaches 5%, this value is generally considered as the end of the lifespan.

[0105] D'autres possibilités de vérifier la résistance à l'abrasion consistent en un essai Bayer modifié, utilisant du sable de corindon, et en l'abrasion au sable et à la poussière selon la méthode MIL-STD-810G %10.5. Un essai d'abrasion à la gomme selon DIN ISO 9211-4-01-03 peut également être réalisé.Other possibilities of checking the abrasion resistance consist in a modified Bayer test, using corundum sand, and in sand and dust abrasion according to the MIL-STD-810G% 10.5 method. A gum abrasion test according to DIN ISO 9211-4-01-03 can also be carried out.

[0106] La mesure de la résistance à l'abrasion est effectuée de telle sorte qu'au moins un des paramètres suivants soit mesuré avant et après l'exécution d'au moins une des méthodes d'essai décrites :The measurement of the abrasion resistance is carried out so that at least one of the following parameters is measured before and after the execution of at least one of the test methods described:

[0107] - quantité de défauts de surface selon ISO10110 ;- quantity of surface defects according to ISO10110;

[0108] - taille des défauts de surface selon ISO10110 ;- size of surface defects according to ISO10110;

[0109] - diffusion de la lumière, mesurée sur la base de la valeur de brume sèche ;- scattering of light, measured on the basis of the value of dry mist;

[0110] - réflexion dans une gamme de longueurs d'ondes prédéfinie ;- Reflection in a range of predefined wavelengths;

[0111] - transmittance dans une gamme de longueurs d'ondes prédéfinie ; ou [0112] - netteté de l'image (DOI) transmise par le composant.[0111] - transmittance in a predefined wavelength range; or [0112] - sharpness of the image (DOI) transmitted by the component.

[0113] Lorsqu'un composant optique conforme à l'invention est comparé à un composant ayant le même matériau de substrat et un revêtement comparable du point de vue de son comportement optique, mais dans lequel la couche supérieure est constituée d'un fluorure, une amélioration significative de la résistance à l'abrasion est obtenue pour un composant selon l'invention. Par rapport à un composant optique qui présente une couche supérieure de fluorure comme indiqué ci-dessus, il apparaît que, bien que les paramètres précités (quantité et taille des défauts de surface selon ISOIOHO, etc.) se détériorent également pour un composant optique selon l'invention, cette détérioration est au moins 20 % inférieure à celle du composant optique présentant la couche supérieure de fluorure.When an optical component according to the invention is compared to a component having the same substrate material and a coating comparable from the point of view of its optical behavior, but in which the upper layer consists of a fluoride, a significant improvement in abrasion resistance is obtained for a component according to the invention. Compared to an optical component which has an upper fluoride layer as indicated above, it appears that, although the aforementioned parameters (quantity and size of surface defects according to ISOIOHO, etc.) also deteriorate for an optical component according to the invention, this deterioration is at least 20% less than that of the optical component having the upper fluoride layer.

[0114] Il apparaîtra clairement à l'homme du métier que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation illustrés à titre d’exemples dans les figures, mais qu'elle peut plutôt être modifiée dans le cadre de l'objet des revendications. Les caractéristiques des différents exemples de réalisation peuvent notamment être combinées entre elles.It will be clear to those skilled in the art that the invention is not limited to the embodiments illustrated by way of examples in the figures, but that it can rather be modified within the scope of the subject of claims. The characteristics of the various exemplary embodiments can in particular be combined with one another.

[0115] Liste des références [0116] 1 Substrat [0117] 2 Empilement de couches [0118] 3 Couche de deuxième type [0119] 4 Couche de premier type [0120] 5 Couche de troisième type [0121] 6 Couche supplémentaire favorisant l'adhérence [0122] 7 Couche supérieure [0123] 9 Couche inférieure [0124] 10 Composant optique [0125] 11 Deuxième sous-couche de 7 [0126] 12 Première sous-couche de 7 [0127] 13 Couche de protection supplémentaire [0128] 21a, b, c, d Profil de transmittance avec revêtement antireflet [0129] 22 Profil de transmittance sans revêtement antireflet [0130] 50 Nanostratifié[0115] List of references [0116] 1 Substrate [0117] 2 Stacking of layers [0118] 3 Layer of second type [0119] 4 Layer of first type [0120] 5 Layer of third type [0121] 6 Additional layer favoring the adhesion [0122] 7 Upper layer [0123] 9 Lower layer [0124] 10 Optical component [0125] 11 Second underlay of 7 [0126] 12 First underlay of 7 [0127] 13 Additional protective layer [0128 ] 21a, b, c, d Transmittance profile with anti-reflective coating [0129] 22 Transmittance profile without anti-reflective coating [0130] 50 Nanostratified

Claims (1)

Revendications claims [Revendication 1] [Claim 1] Composant optique (10), comprenant un substrat (1) doté d'un empilement de couches (2) qui comporte une pluralité de couches successives de matériaux différents et à indices de réfraction différents, qui définit un revêtement antireflet, caractérisé en ce que les couches de l'empilement de couches (2) sont constituées d'au moins trois matériaux ou combinaisons de matériaux différents, de sorte que la pile de couches comporte au moins une couche d'un premier type, d'un deuxième type et d'un troisième type, avec au moins trois indices de réfraction différents, où une couche du premier type a un indice de réfraction plus élevé qu'une couche du deuxième type, et une couche du troisième type a un indice de réfraction inférieur à celui d’une couche du deuxième type ; et dans lequel une couche supérieure et une deuxième couche supérieure sont prévues, sachant que la couche supérieure (7) est une couche du deuxième type (3), et la deuxième couche supérieure est une couche du premier type (4) et présente donc un indice de réfraction qui est supérieur à l'indice de réfraction de la couche supérieure ; et dans lequel l'empilement de couches (2) comprend au moins une couche supplémentaire qui est disposée sous les deux couches supérieures de l'empilement de couches (2) et qui est une couche du troisième type (5) et présente ainsi un indice de réfraction qui est inférieur aux indices de réfraction des deux couches supérieures. Optical component (10), comprising a substrate (1) provided with a stack of layers (2) which comprises a plurality of successive layers of different materials and with different refractive indices, which defines an anti-reflective coating, characterized in that the layers of the stack of layers (2) consist of at least three different materials or combinations of materials, so that the stack of layers comprises at least one layer of a first type, of a second type and of a third type, with at least three different refractive indices, where a layer of the first type has a higher refractive index than a layer of the second type, and a layer of the third type has a lower refractive index than a layer of the second type; and in which an upper layer and a second upper layer are provided, knowing that the upper layer (7) is a layer of the second type (3), and the second upper layer is a layer of the first type (4) and therefore has a refractive index which is higher than the refractive index of the upper layer; and in which the stack of layers (2) comprises at least one additional layer which is arranged under the two upper layers of the stack of layers (2) and which is a layer of the third type (5) and thus has an index of refraction which is lower than the refractive indices of the two upper layers. [Revendication 2] [Claim 2] Composant optique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une couche à faible indice de réfraction avec une épaisseur comprise entre 2 nm et 50 nm, qui est interposée entre les deux dernières couches. Optical component according to the preceding claim, characterized in that it comprises a layer with a low refractive index with a thickness between 2 nm and 50 nm, which is interposed between the last two layers. [Revendication 3] [Claim 3] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche supérieure est une couche d'oxyde. Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the upper layer is an oxide layer. [Revendication 4] [Claim 4] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (4) ayant l'indice de réfraction le plus élevé est réalisée dans le même matériau que le substrat (1). Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the layer (4) having the highest refractive index is produced from the same material as the substrate (1). [Revendication 5] [Claim 5] Composant optique (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'empilement de couches (2) est réalisé sous la forme d’un système de couches alternées comportant des couches alternées des premier et troisième types et une couche du deuxième type en tant que couche supérieure. Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the stack of layers (2) is produced in the form of a system of alternating layers comprising alternating layers of the first and third types and a layer of the second type as an upper layer.
[Revendication 6] [Claim 6] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'empilement de couches (2) comporte une pluralité de couches du premier type et une pluralité de couches du troisième type (4, 5), et une seule couche du deuxième type (3) qui forme la couche supérieure de l'empilement de couches (2). Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the stack of layers (2) comprises a plurality of layers of the first type and a plurality of layers of the third type (4, 5), and a single layer of the second type (3) which forms the upper layer of the stack of layers (2). [Revendication 7] [Claim 7] Composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'empilement de couches (2) comporte une couche favorisant l'adhérence (6) qui présente une meilleure adhérence au substrat (1) qu'une couche du troisième type. Optical component according to any one of the preceding claims, characterized in that the stack of layers (2) comprises an adhesion-promoting layer (6) which has better adhesion to the substrate (1) than a layer of the third type . [Revendication 8] [Claim 8] Composant optique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la couche favorisant l'adhérence (6) est constituée d'un matériau choisi dans le groupe comprenant l'oxyde d'aluminium et l'oxyde de hafnium, ou est une couche du deuxième type. Optical component according to claim 6, characterized in that the adhesion promoting layer (6) consists of a material chosen from the group comprising aluminum oxide and hafnium oxide, or is a layer of the second type. [Revendication 9] [Claim 9] Composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche supérieure (7) comprend une première sous-couche (12) et une deuxième sous-couche (11) du même matériau, mais avec un indice de réfraction différent. Optical component according to any one of the preceding claims, characterized in that the upper layer (7) comprises a first sublayer (12) and a second sublayer (11) of the same material, but with a different refractive index . [Revendication 10] [Claim 10] Composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une couche protectrice (13) déposée avant la couche supérieure (7), la couche supérieure (7) étant déposée sur la couche protectrice (13) et en contact avec celle-ci, la couche protectrice (13) étant une couche du troisième type et ayant une épaisseur de couche inférieure à 300 nm, de préférence inférieure à 200 nm et de façon particulièrement avantageuse inférieure à 20 nm. Optical component according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a protective layer (13) deposited before the upper layer (7), the upper layer (7) being deposited on the protective layer (13) and in contact with it, the protective layer (13) being a layer of the third type and having a layer thickness less than 300 nm, preferably less than 200 nm and particularly advantageously less than 20 nm. [Revendication 11] [Claim 11] Composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement comprend un système de couches alternées dans lequel des couches de deux types alternent, dans lequel les couches d'un type sont plus épaisses que les couches de l'autre type, dans lequel au moins l'une des caractéristiques suivantes est applicable : - le système de couches alternées comprend de préférence un total d'au moins quatre couches successives ; - les couches d'un type sont au moins dix fois plus épaisses que les couches de l'autre type ; - les couches minces sont des couches du troisième type, et les couches épaisses sont des couches du premier type ; - les couches minces ont une épaisseur comprise entre 2 nm et 50 nm. Optical component according to any one of the preceding claims, characterized in that the coating comprises a system of alternating layers in which layers of two types alternate, in which the layers of one type are thicker than the layers of the other type, in which at least one of the following characteristics is applicable: the system of alternating layers preferably comprises a total of at least four successive layers; - the layers of one type are at least ten times thicker than the layers of the other type; - the thin layers are layers of the third type, and the thick layers are layers of the first type; - the thin layers have a thickness of between 2 nm and 50 nm. [Revendication 12] [Claim 12] Composant optique selon l'une quelconque des revendications pré- Optical component according to any one of the preceding claims.
cédentes, caractérisé en ce qu’au moins l'une des couches de l'empilement de couches (2) est un nanostratifié constitué d'une multitude de couches ayant des épaisseurs comprises entre 2 nm et 10 nm, et que ces couches sont constituées d'au moins deux matériaux alternés. cédentes, characterized in that at least one of the layers of the stack of layers (2) is a nanostratified consisting of a multitude of layers having thicknesses between 2 nm and 10 nm, and that these layers are formed at least two alternating materials. [Revendication 13] [Claim 13] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (1) et l’empilement de couches (2) sont au moins partiellement transparents dans le domaine spectral de l’infrarouge et du visible. Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate (1) and the stack of layers (2) are at least partially transparent in the spectral range of infrared and visible. [Revendication 14] [Claim 14] Composant optique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat et l'empilement de couches sont au moins partiellement transparents dans au moins une, de préférence dans une pluralité et en particulier dans toutes les gammes de longueurs d'ondes suivantes : - dans la gamme de longueurs d'ondes allant de 400 nm à 650 nm ; - à une ou plusieurs longueurs d'ondes dans la gamme de 1 000 nm à 1 600 nm ; - dans la gamme de longueurs d'ondes de 3 500 nm à 5 000 nm ; - dans la gamme de longueurs d'ondes de 7 500 nm à 12 000 nm. Optical component according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate and the stack of layers are at least partially transparent in at least one, preferably in a plurality and in particular in all the wavelength ranges following: - in the wavelength range from 400 nm to 650 nm; - at one or more wavelengths in the range from 1000 nm to 1600 nm; - in the wavelength range from 3,500 nm to 5,000 nm; - in the wavelength range from 7,500 nm to 12,000 nm. [Revendication 15] [Claim 15] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (1) est constitué de sulfure de zinc ou de séléniure de zinc. Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the substrate (1) consists of zinc sulfide or zinc selenide. [Revendication 16] [Claim 16] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche du deuxième type (3) est constituée d'un matériau choisi dans le groupe comprenant l'oxyde de hafnium (HfO2), l'oxyde de scandium (Sc2O3), l'oxyde de zirconium (ZrO2), l'oxyde de tantale (Ta2O5), l'oxyde de niobium (Nb2O5), l'oxyde d'yttrium (Y2O3), l'oxyde de titane (TiO2), l’oxyde d’aluminium (A12O3), l'oxyde de cérium (CeO2) et des mélanges de ceux-ci.Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the layer of the second type (3) consists of a material chosen from the group comprising hafnium oxide (HfO 2 ), the oxide scandium (Sc 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), yttrium oxide ( Y 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (A1 2 O 3 ), cerium oxide (CeO 2 ) and mixtures thereof. [Revendication 17] [Claim 17] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche supplémentaire (5) est une couche de fluorure. Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the additional layer (5) is a layer of fluoride. [Revendication 18] [Claim 18] Composant optique (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche supplémentaire (5) est constituée d'un fluorure choisi dans le groupe comprenant le fluorure de baryum (BaF2), le fluorure de calcium (CaF2), le fluorure de cérium (CeF3), le fluorure de lanthane (LaF3), le fluorure de néodyme (NdF3), le fluorure d'ytterbium (YbF3), le fluorure de magnésium (MgF2), le fluorure d'aluminium (A1F3 Optical component (10) according to the preceding claim, characterized in that the additional layer (5) consists of a fluoride chosen from the group comprising barium fluoride (BaF 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), cerium fluoride (CeF 3 ), lanthanum fluoride (LaF 3 ), neodymium fluoride (NdF 3 ), ytterbium fluoride (YbF 3 ), magnesium fluoride (MgF 2 ), aluminum fluoride (A1F 3
), le fluorure de dysprosium (DyF3), le fluorure d'yttrium (YF3) et des mélanges de ceux-ci.), dysprosium fluoride (DyF 3 ), yttrium fluoride (YF 3 ) and mixtures thereof. [Revendication 19] [Claim 19] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche supérieure (3) est appliquée par un procédé différent des autres couches de Γ empilement de couches (2). Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the upper layer (3) is applied by a process different from the other layers of Γ layer stack (2). [Revendication 20] [Claim 20] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'empilement de couches (2) comprend une séquence de couches alternées qui comporte au moins une autre couche faite du même matériau que l'une des trois couches supérieures. Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the stack of layers (2) comprises a sequence of alternating layers which comprises at least one other layer made of the same material as one of the three layers higher. [Revendication 21] [Claim 21] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche inférieure (9) est une couche du troisième type de couche ayant le plus faible indice de réfraction. Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the lower layer (9) is a layer of the third type of layer having the lowest refractive index. [Revendication 22] [Claim 22] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’empilement de couches (2) comporte un nombre total de couches qui est compris entre sept et trente. Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the stack of layers (2) comprises a total number of layers which is between seven and thirty. [Revendication 23] [Claim 23] Composant optique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composant optique ne présente aucun signe visible de rayures superficielles après un essai d'essuie-glace selon la norme d'essai TS1888, et que la quantité de défauts superficiels selon ISO 10110 est de préférence réduite d'au moins 20 % par rapport à un composant optique avec une couche de fluorure comme couche supérieure. Optical component (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the optical component shows no visible sign of surface scratches after a wiper test according to the test standard TS1888, and that the amount of surface defects according to ISO 10110 is preferably reduced by at least 20% compared to an optical component with a fluoride layer as the upper layer. [Revendication 24] [Claim 24] Procédé de fabrication d'un composant optique (10) avec un revêtement antireflet, caractérisé en ce qu’un substrat (1) est pourvu d'un empilement de couches (2), comprenant une pluralité de couches successives de matériaux différents et à indices de réfraction différents, qui constitue un revêtement antireflet dans lequel les couches de l’empilement de couches (2) sont déposées successivement à partir d'au moins trois matériaux ou combinaisons de matériaux différents, de sorte que la pile de couches produite par le dépôt successif comporte au moins une couche d'un premier type, d'un deuxième type et d'un troisième type, avec au moins trois indices de réfraction différents, une couche du premier type ayant un indice de réfraction supérieur à celui d’une couche du deuxième type, et une couche du troisième type ayant un indice de réfraction inférieur à celui d’une couche du deuxième type ; et dans lequel une couche supérieure et une deuxième couche supérieure sont prévues, la couche supérieure (7) étant une couche du deuxième Method of manufacturing an optical component (10) with an anti-reflective coating, characterized in that a substrate (1) is provided with a stack of layers (2), comprising a plurality of successive layers of different materials and with indices of different refraction, which constitutes an anti-reflective coating in which the layers of the stack of layers (2) are deposited successively from at least three different materials or combinations of materials, so that the stack of layers produced by the deposition successive comprises at least one layer of a first type, of a second type and of a third type, with at least three different refractive indices, a layer of the first type having a refractive index greater than that of a layer of the second type, and a layer of the third type having a lower refractive index than that of a layer of the second type; and in which an upper layer and a second upper layer are provided, the upper layer (7) being a layer of the second
[Revendication 25] [Revendication 26] [Revendication 27] type (3), et la deuxième couche supérieure étant une couche du premier type (4) et ayant donc un indice de réfraction qui est supérieur à l'indice de réfraction de la couche supérieure ; et dans lequel la pile de couches (2) comprend au moins une autre couche qui est disposée sous les deux couches supérieures dans la pile de couches (2) et qui est une couche du troisième type (5) et a donc un indice de réfraction qui est inférieur aux indices de réfraction des deux couches supérieures.[Claim 25] [Claim 26] [Claim 27] type (3), and the second upper layer being a layer of the first type (4) and therefore having a refractive index which is higher than the refractive index of the layer superior; and in which the stack of layers (2) comprises at least one other layer which is arranged under the two upper layers in the stack of layers (2) and which is a layer of the third type (5) and therefore has a refractive index which is lower than the refractive indices of the two upper layers. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche du deuxième type (3) est appliquée par un procédé choisi dans le groupe comprenant le placage ionique, l'implantation ionique, l'assistance ionique / plasma avancé, la pulvérisation magnétron, la pulvérisation par faisceau ionique, le dépôt par arc cathodique et le dépôt par couche atomique.Method according to the preceding claim, characterized in that the layer of the second type (3) is applied by a method chosen from the group comprising ion plating, ion implantation, ion assistance / advanced plasma, magnetron sputtering, ion beam spraying, cathode arc deposition and atomic layer deposition. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche du deuxième type est appliquée sous la forme de deux souscouches (11, 12), en ce que la deuxième sous-couche (11) est appliquée sans procédé de support ionique ou au plasma, et en ce que la première sous-couche (12) est appliquée en utilisant un procédé de support ionique ou au plasmaMethod according to the preceding claim, characterized in that the layer of the second type is applied in the form of two sublayers (11, 12), in that the second sublayer (11) is applied without an ionic or plasma support process , and in that the first undercoat (12) is applied using an ionic or plasma support method Utilisation du composant optique (10) dans un domaine visible à spectre unique ou multispectral et dans le domaine infrarouge du spectre électromagnétique.Use of the optical component (10) in a visible domain with a single or multispectral spectrum and in the infrared domain of the electromagnetic spectrum.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112813391B (en) * 2020-12-25 2022-08-12 西南技术物理研究所 Preparation method of ultra-wide waveband infrared long-wave pass cut-off light filtering film
CN115201941B (en) * 2021-04-13 2023-09-12 中国科学院上海技术物理研究所 Efficient infrared wide-spectrum antireflection film suitable for space environment
EP4328632A1 (en) 2022-08-22 2024-02-28 Bühler Alzenau GmbH Optical element with antireflection coating

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050074591A1 (en) 2002-03-06 2005-04-07 Georges Zagdoun Transparent substrate with antiglare coating having abrasion-resistant properties
CN101782216A (en) * 2010-02-04 2010-07-21 海洋王照明科技股份有限公司 Reflector with ultra-wideband antireflective and protective film
EP2492251A1 (en) 2011-02-23 2012-08-29 Schott Ag Substrate with antireflective coating and method for producing same
DE102011076754A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Schott Ag Substrate element for the coating with an easy-to-clean coating
CH709524A2 (en) 2014-04-03 2015-10-15 Schott Ag Hard anti-reflection coatings and their preparation and use.
DE102016125689A1 (en) 2016-12-23 2018-06-28 Schott Ag Substrate comprising anti-reflection coating system with hard material coating and method for its production
WO2020133718A1 (en) * 2018-12-29 2020-07-02 武汉华星光电技术有限公司 High-penetrability liquid crystal display panel manufacturing method and display panel thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3712711A (en) * 1969-01-10 1973-01-23 Itek Corp Triple-layer anti-reflection coating design
US6532120B1 (en) * 1998-10-20 2003-03-11 Fuji Photo Film Co., Ltd. Optical filter
US9359261B2 (en) * 2013-05-07 2016-06-07 Corning Incorporated Low-color scratch-resistant articles with a multilayer optical film
ES2536827B1 (en) * 2013-11-27 2015-12-18 Indo Optical S.L. Ophthalmic lens comprising a base of polymeric material with a coating with a multilayer anti-reflective, anti-reflective and IR filter multilayer structure
US11112538B2 (en) * 2017-02-02 2021-09-07 Guardian Glass, LLC Heat treatable coated article having coatings on opposite sides of glass substrate

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050074591A1 (en) 2002-03-06 2005-04-07 Georges Zagdoun Transparent substrate with antiglare coating having abrasion-resistant properties
CN101782216A (en) * 2010-02-04 2010-07-21 海洋王照明科技股份有限公司 Reflector with ultra-wideband antireflective and protective film
EP2492251A1 (en) 2011-02-23 2012-08-29 Schott Ag Substrate with antireflective coating and method for producing same
DE102011076754A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Schott Ag Substrate element for the coating with an easy-to-clean coating
CH709524A2 (en) 2014-04-03 2015-10-15 Schott Ag Hard anti-reflection coatings and their preparation and use.
DE102016125689A1 (en) 2016-12-23 2018-06-28 Schott Ag Substrate comprising anti-reflection coating system with hard material coating and method for its production
WO2020133718A1 (en) * 2018-12-29 2020-07-02 武汉华星光电技术有限公司 High-penetrability liquid crystal display panel manufacturing method and display panel thereof

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. MEYER ET AL.: "Advanced Mater", vol. 21, 2009, WILEY-VCH, article "A1 0 /ZrO Nano-laminates as Ultrahigh Gas-Diffusion Barriers - A Strategy for Reliable Encapsulation of Organic Electronics", pages: 1845 - 1849
J. MEYER: "Applied Physics Letters", vol. 96, 2010, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS, article "The origin of low water vapour transmission rates through A1 0 /ZrO nanolaminate gas-diffusion barriers grown by atomic layer déposition", pages: 243308
J.R.BAKKE ET AL.: "Atomic layer déposition of ZnS via in situ production of H S", THIN SOLID FILMS, vol. 518, no. 19, 2010, pages 5400 - 5408, XP027087487
TERO PILVI ET AL.: "ALD of YF Thin Films from TiF and Y(thd)3 Precursors", CHEMICAL VAPOR DÉPOSITION, vol. 15, no. 1-3, 2009, pages 27 - 32, XP001520020, DOI: 10.1002/cvde.200806721

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